Расчет оснований по несущей способности

Подробнее



Учет подстилающего слоя слабого грунта

Подробнее

Наиболее часто сооружаются бетонные и железобетонные фундаменты. Марка бетона определяется пределом прочности при сжатии образцов, приготовленных из рабочей смеси, в «возрасте» 28 дней.
Фундаменты большинства машин общего назначения (металлорежущих станков, транспортеров, питателей, сепараторов, дозаторов, бегунов и других машин) со спокойным и уравновешенным режимом работы изготовляются из бетона с пределом прочности 75—-90 кгс/см2 (7,5—9 МН).
Фундаменты тяжелых машин и машин с неуравновешенным режимом работы (кузнечно-прессовых машин, тяжелых металлорежущих станков, стационарных двигателей внутреннего сгорания и паровых машин), фундаменты и основания путей для передвижения подвижных машин, кранов, перегружателей и т. п. изготовляются из бетона с пределом прочности 90— 110 кгс/см2 (9—11 МН).
Фундаменты тяжелых и ответственных машин, к работе которых предъявляются повышенные требования в части вибраций (различные агрегаты с турбинным приводом, мощные насосы, дымососы, вентиляторы и т. п.), а также фундаменты точных металлорежущим станков, шлифовальных, зубоотделочных и т. п. изготовляются из бетона с пределом прочности 110— 140 кгс/см2 (11 —14 МН).
Перед бетонированием следует проверить установку опорных рам, плит и других конструкций, а также закладных частей. Правильное положение этих частей должно быть подтверждено актом.
Перед укладкой бетона следует опалубку очистить от грязи и мусора и полить водой.
Бетон для фундаментов должен приготовляться на бетонном заводе и доставляться к месту укладки в готовом виде. Приготовление бетонной смеси на месте допускается лишь в исключительных случаях и только при выполнении отдельных небольших и неответственных фундаментов при реконструкции цехов, ремонте оборудования и т. п.
При укладке бетона в опалубку высота свободного падения бетонной смеси должна быть возможно меньшей и не превышать 2 м. При этом не должно происходить расслоения бетона. Бетон, прибывший к месту укладки в расслоенном виде в результате длительной транспортировки по плохой дороге, должен быть вновь перемешан перед укладкой до получения однородной смеси.
Время между изготовлением бетона и его укладкой не должно превышать 1—1,5 ч. В начинающую густеть бетонную смесь категорически запрещается добавлять воду.

Фундамент заполняют бетоном равномерно по всему сечению в горизонтальной плоскости и без перерыва. В случае вынужденного перерыва перед продолжением бетонирования поверхность уложенного бетона должна быть тщательно очищена от мусора, промыта водой и покрыта тонким слоем раствора того же соотношения цемента и песка, что и в составе основного бетона.

В мелких фундаментах бетон уплотняют обычно вручную, в крупных — с помощью вибраторов. Особенно тщательно следует уплотнять бетон возле закладных частей, служащих опорами для узлов машины и под ними.

 

Перед началом работ по подготовке основания должны быть точно обозначены границы участка, проложены подъездные пути (желательно из дорожных плит), устроена площадка для разворота транспорта и строительной техники. Кустарник и деревья вырубают в соответствии с генпланом, затем производится посадка дома. Вдоль внешнего периметра, на расстоянии 1,5 м от края будущего котлована устанавливают так называемую обноску из столбиков, сверху соединенных досками. На обноску натягивают шнур, обозначающий оси. При выполнении разбивочных работ желательно присутствие заказчика. Рабочая проектная документация должна включать план котлована с указанием крутизны откосов.

Перед разработкой котлована снимается растительный слой. Если в дальнейшем его предполагается использовать, растительный слой хранится вдали от подъездных путей и места складирования материалов; для засыпки он не годится. При разработке котлована постоянно ведется геодезический контроль, чтобы исключить перекопку, а следовательно, увеличение глубины заложения. Более того, котлован делают на 10—15 см меньше, чем требуется по проекту. Его дно зачищают вручную. Котлован роют непосредственно перед возведением фундамента. Перерывы во времени между этими двумя процессами недопустимы: если котлован долго остается открытым, его дно разжижается атмосферными осадками, а стенки обрушиваются.

 

Фундамент предназначен для передачи нагрузки на лежащее ниже него основание (массив грунта) от расположенных выше частей здания. Грунты подразделяются на скальные, крупнообломочные (и те и другие являются хорошим основанием), песчаные, глинистые и органогенные. На территории Московской области в основном залегают песчаные и глинистые грунты. Первые состоят из жестких частиц, имеющих форму зерен. В зависимости от размера различают гравелистые, крупные, средние, мелкие и пылеватые пески. Плотные, равномерно залегающие крупные или средние пески, не размывающиеся водой, практически не подвержены вспучиванию. Водонасыщенные пылевато-песчаные грунты с примесью мелких глинистых частиц, называемые плывунами, не могут служить основанием из-за большой подвижности и очень низкой несущей способности. Глинистые грунты состоят из мелких связанных между собой чешуйчатых частиц. Промежуточные виды грунтов между песками и глинами — супеси (содержат от 3 до 10% глинистых частиц) и суглинки (от 10 до 30%). Для непосредственного возведения фундаментов растительный слой, органический ил, торфяные и болотные среды считаются непригодными. Поэтому они прорезаются, а в качестве основания используются подстилающие слои.

При строительстве дома и в первые годы его эксплуатации грунты сжимаются под действием нагрузки. В результате фундамент опускается на определенную величину, называемую осадкой. Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной деформаций, трещин и других разрушений. Несущая способность основания определяется величиной нагрузки, при которой не превышается установленная нормативами осадка. Сезонные изменения температур также сказываются на свойствах грунтов. Например, в результате промерзания они могут вспучиваться. Это объясняется тем, что вода, содержащаяся в порах грунта, при замерзании расширяется и выпучивает его, а при оттаивании вызывает просадку. Предельная глубина, на которой проявляется вспучивание, называется глубиной промерзания.

Определить характеристики грунтов можно только с помощью инженерно-геологических исследований, выполняемых специализированной организацией. На месте предполагаемого строительства бурят скважины, из которых отбираются пробы грунта. Количество и глубина скважин зависят от геологических условий участка, конфигурации и размеров будущего здания. При коттеджном строительстве обычно достаточно двух-четырех скважин глубиной 8—10 м. Лабораторный анализ отобранных проб позволяет определить физико-механические и химические свойства залегающих в основании грунтов. Заключение по результатам изысканий потребуется при проектировании фундаментов. Кстати, заказывать инженерно-геологические исследования лучше еще до покупки участка, особенно если есть признаки слабонесущих грунтов (заболоченность, понижение рельефа и т.д.).

Расположенное на вполне прочных верхних слоях грунтов здание может разрушаться, если напластование грунтов в целом окажется неустойчивым. Вблизи рек и оврагов, в холмистой местности верхние слои иногда сползают по наклонным нижним пластам. Опасность оползней и обвалов возрастает при влажных глинистых грунтах. Нежелательно возводить здания на высоких берегах крупных водоемов, например водохранилищ: из-за подмыва способны обрушиться большие участки берега.

 

КАК ИЗБЕЖАТЬ ОШИБОК ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МОНОЛИТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ:

· Непосредственно на дно котлована нельзя укладывать канализационные трубы, поскольку при бетонировании они могут заполниться бетоном. Если труба пересекает фундамент, ее нужно завернуть в толстый войлок или другой подобный материал.

· При возведении стен применяют только инвентарную металлическую опалубку, а если опалубка изготовлена из древесины — специальную ламинированную фанеру и доски большой толщины.

· При установке арматурного каркаса стен фундамента не рекомендуется подкладывать под каркас обрезки арматуры или доски. Для его выравнивания используют специальные пластиковые элементы. После окончания бетонных работ на поверхности не должна быть видна арматура. Толщина защитного бетонного покрытия составляет не менее 2 см.

· Нельзя допускать больших перерывов между укладкой порций бетона.

· Заземление фундамента делают до укладки бетона.

· Недопустимо использовать загрязненную арматуру. Она должна быть очищена от грязи, жира и отслаивающейся ржавчины.

· Опалубочные и арматурные работы необходимо полностью закончить к моменту доставки бетона на стройплощадку.

· Свежеуложенный бетон нужно защищать от вредных воздействий до момента затвердевания.

Фундамент должен опираться на грунт в его природном состоянии (так называемый материк), структуру и физико-механические свойства которого необходимо сохранить. Для уменьшения осадки слой относительно рыхлого грунта, залегающего непосредственно под фундаментом, иногда заменяют более плотным, а значит, менее сжимаемым. В этом случае делают подушку из крупно- или среднезернистого песка без глинистых примесей. Засыпанный и разровненный песок уплотняют трамбованием. Особо подчеркнем, что толщину подушки определяют на основании расчетов.

Атмосферные осадки или грунтовые воды не должны скапливаться на дне котлована. Поэтому в процессе его разработки устраивают дренажную систему, с помощью которой отводятся поверхностные воды и понижается уровень грунтовых. Дренажную трубу прокладывают с небольшим уклоном по периметру гравийной отсыпки. Вокруг всего слоя отсыпки укладывают нетканый фильтрующий материал, например Тураг. По углам здания устраивают контрольные колодцы (углубления), а завершением дренажной системы является "сливной" колодец. Если вода все же наполнила на какое-то время дно котлована, удалить следует не только ее, но и разжиженный грунт.

 

Цоколь — верхняя, более тонкая часть фундамента, возвышающаяся над землей на 50—70 см. Цоколь должен быть прочным, устойчивым против атмосферных и грунтовых вод. Поэтому его выкладывают из прочных морозостойких материалов {камень, бетон, кирпич-железняк) и оштукатуривают цементным раствором состава 1 : 3.

Если стены грунтоцементные или саманные, то цоколь облицовывают кирпичом или бетонными камнями. Если их нет, то делают завалинку (88), используя песок или шлак.

Забирки — простейший вид цоколя. Это тонкие стены между столбами фундамента, утепляющие подпольное пространство и предохраняющие его от пыли, влаги, снега и т. д. (89). С внутренней стороны забирки утепляют шлаком, сухой землей, песком. Выполняют из тех же материалов, что и столбы фундамента, но можно и из других. Ширина бутовой забирки — не менее 400 мм, кирпичной — в 1 или '/2 кирпича. Заглубляют в грунт на 300—500 мм. Если грунт глинистый, то под забиркой делают песчаную подушку толщиной 150—200 мм. Забирку оштукатуривают.

С каждой стороны дома в цоколе, забирке или завалинке для проветривания подполья необходимо сделать по одному вентиляционному отверстию размером не менее 140X140 мм. Они должны быть не ниже 150 мм от уровня земли. С наступлением теплой погоды их открывают, а с наступлением холодов закрывают деревянными вкладышами или кирпичом, обмазывая глиной.

Отмостки служат для отвода атмосферных и других вод от фундамента дома. Отмостка — это как бы тротуар шириной от 50 до 100 см с уклоном в сторону от дома. Уклон должен быть равным 0,1 ширины отмостки (10 см на 1 м ширины). Сняв вокруг фундамента растительный грунт на глубину 10—15 см, в образовавшуюся выемку закладывают слой мягкой глины, тщательно уплотняют ее, придавая нужный уклон. Затем засыпают песок с гравием (щебнем) или кирпичным боем, трамбуют и заливают цементным раствором или покрывают цементогрунтом, грунтоасфальтом. По краям отмостки рекомендуется прорыть канавки с уклоном для отвода воды от дома.

 

При высоком уровне залегания грунтовых вод, пучинистом грунте и значительной глубине промерзания почвы (140 — 150 см) расчетная глубина закладывания фундамента получается слишком большой (более 1,5 м), соответственно, стоимость строительства сильно возрастает. Чтобы избежать лишних трат как финансов, так и своего труда, можно прибегнуть к закладке так называемого «плавающего» фундамента. «Плавающий» фундамент может быть только ленточным, а закладывается он из бетона или бутобетона. Траншеи под такой фундамент роют шириной 50 см и глубиной 70 см.

Сначала по всей дне траншей укладывается первый слой бетона или бутобетона с обязательной трамбовкой бутового камня. Сверху укладываются 3 — 4 полоски из арматурных прутков или полоска (шириной 35 — 40 см) арматурной сетки. Все стыки арматуры «прихватывают» сваркой (не сваривают, а именно «прихватывают»). В отсутствие сварочного аппарата стыки можно туго связать металлической проволокой. Затем укладывается следующий слой бетона или бутобетона по всей длине траншей, который также армируется прутком или сеткой.

Вотг собственно, и вся техника закладки «плавающего» фундамента. Далее следуют выдержка, надстройка цоколя и повторная выдержка с одновременным устройством гидроизоляции. После этого можно приступать к следующему этапу строительных работ.

 

Пока бетон твердеет и набирает прочность, в графике работ появляется «окно», поскольку продолжать строительство на данном этапе нельзя. Это время можно использовать на устройство гидроизоляции.
Порядок работ такой. Вокруг фундамента снимают грунт на глубину 15 — 20 см. Получившуюся траншею на наполняют мятой жирной глиной, образуя от стенок фундамента небольшой уклон, затем глину тщательно утрамбовывают. На глину укладывают слой щебня, гравия или битого кирпича, перемешанных с песком; этот слой также тщательно утрамбовывают. Сверху засыпку покрывают слоем асфальта или цементно-песчаного раствора (1 часть портландцемента, 2,4 части строительного песка и около 0,4 части воды). Для большей влагостойкости зацементированную поверхность рекомендуется прожелезнить (присыпать свежеуложенный цементный раствор сухим цементом и затереть штукатурной лопаткой) либо после окончания всех строительных работ облицевать тротуарной плиткой.

Под бровкой отмостки следует устроить дренаж, который не только отведет поверхностные воды, но и снизит нагрузку на гидроизоляцию подземной части фундамента. Дренаж (водоотводный желоб) обычно делается бетонным или из распиленной вдоль трубы.
Для защиты от проникновения капиллярной влаги в месте сопряжения стен здания с цоколем прокладывается гидроизоляционный слой из рулонных материалов (например из двух слоев рубероида или гидроизола на битумной мастике).
При строительстве дома с подвалом (погребом) особо следует позаботиться о гидроизоляции стенок и пола подвала (погреба). Если грунт на строительной площадке сухой, а уровень грунтовых вод расположен значительно ниже уровня пола подвала, то достаточной гидроизоляцией его стен является двукратная обмазка горячим битумом в местах

том, а гидроизоляция пола ограничивается устройством бетонной подготовки и выполнением по ней водонепроницаемого полового настила из цементно-песчаного раствора с железнением.
При уровне грунтовых вод, превышающем уровень пола подвала, возникает необходимость в создании гидроизоляционной оболочки. Технология устройства такой оболочки зависит от разности уровней пола и грунтовых вод.
Если уровень грунтовых вод расположен не выше отметки 20 см от пола подвала, то для гидроизоляции устраивается глиняный замок. После двойной обмазки стен горячим битумом зазор между стеной и фунтом (около 25 см) забивают мятой жирной глиной. Бетонную подготовку пола подвале также укладывают на слой глины толщиной около 25 см.

 

Сооружение фундамента не заканчивается закладкой его подземной части. Над поверхностью земли на высоту 50 — 70 см надстраивается верхняя часть фундамента — цоколь, который не только служит опорой для стен, но и предохраняет подпольное пространство от попадания осадков, предотвращает утечку из него тепла. Поскольку цоколь принимает на себя удар природных воздействий, прочность и устойчивость к неблагоприятным природным условиям должны быть его обязательными характеристиками.

Для возведения цоколя используются те же материалы, что и для закладки подземной части фундамента: глиняный полнотелый кирпич, бутовый камень, бетонные блоки, бетон или бутобетон. Из штучных материалов выполняют обычную кладку, а для сооружения бетонного или бутобетонного цоколей устраивают опалубку из горбыля или досок по внутреннему и внешнему периметрам фундамента. Закладку бутобетона в опалубку также осуществляют слоями. Наиболее удачным конструктивным решением цоколя является бутовая кладка с одновременной облицовкой кирпичом; в этом случае опалубка устраивается только по внутреннему периметру фундамента.
Цоколь над ленточным фундаментом делается такой же ширины, как и верхняя часть подземного фундамента. При сооружении столбчатого фундамента вместо цоколя устраиваются забирки, или забирные стенки. Ассортимент строительных материалов для возведения забирок более широк: их можно делать не только каменными или бетонными, но и деревянными — из тонких бревен (жердей и слег) и досок толщиной не менее 45 — 50 мм.

Если грунт на строительной площадке скальный, песчаный или гравийный, то забирки можно делать прямо от поверхности земли. При глинистом грунте забирки необходимо заглубить в землю приблизительно на 20 см и, кроме того, устроить под ними песчаные подушки такой же толщины.

Кладка кирпичных забирок осуществляется в кирпич или полкирпича; бетонные, бутобетонные и бутовые забирки делаются шириной не более 30 см.

Забирки могут быть и сугубо декоративными, их сооружают из асбестоцементных плоских или гофрированных листов, других листовых материалов, не подверженных коррозии и гниению. Низ таких забирок заделывается и грунт, а боковые стенки крепятся к выступающим над землей столбам болтами. Декоративные забирки приемлемы в зонах с теплым климатом. В северных районах и районах средней полосы забирки, выполненные из листового материала, нуждаются в дополнительной теплоизоляции, поэтому здесь устраивать декоративные цоколи не рекомендуется.

Верхнюю плоскость цоколя выравнивают цементной стяжкой. Горизонтальность верха контролируют с помощью строительного уровня.

И еще одна вещь, о которой нельзя забывать при строительстве цоколя, — устройство вентиляции подпольного пространства. Без этого на конструкциях дома со стороны подполья будет собираться конденсат, что приведет к образованию плесени и загниванию деревянных элементов. Для естественной вентиляции в цоколе с каждой стороны здания на высоте 15 — 20 см от земли делают вентиляционные окошки размером приблизительно 15x15 см. Чтобы через эти окошки в подполье не забирались мелкие грызуны и не попадал мусор, их закрывают решетками. В холодное время года для снижения теплопотерь окошки следует забивать деревянными пробками.

После завершения строительства фундамента и цоколя из бетона или бутобетона, прежде чем приступить к возведению стен, следует дать время бетону набрать достаточную прочность (7—10 дней — в летнее время и 14 — 17 дней — зимой и в межсезонье). На этот период необходимо обеспечить правильный уход за цоколем.

 

В индивидуальном строительстве фундаменты сооружаются из кирпича, бутового камня, бетонных блоков, бетона, бутобетона.

При закладке бетонного и бутобетонного фундаментов применяют бетонную смесь, которая готовится из цемента, строительного песка, щебня и воды. Бетонные смеси в зависимости от соотношения составляющих их компонентов различаются на жесткие, пластичные и литые. Для закладки фундаментов используется жесткая бетонная смесь; ее состав в частях по объему: цемент - 1, строительный песок - 3,8, щебень (размером 5-70 мм) - 6,5, вода - 60 - 75% от массы цемента (в зависимости от влажности песка и щебня). Сыпучие компоненты - цемент, песок и щебень - перемешивают до получения однородной массы и, продолжая перемешивание, поливают водой.

При приготовлении бетонной смеси используется портландцемент марок М300-М600. При строительстве на влажных грунтах портландцемент в бетонных смесях для закладки фундамента рекомендуется заменять цементом ГИДРО-S, который не только повышает морозостойкость бетона, но и придает ему свойство «самозалечивания» (при появлении в бетоне или бутобетоне мелких трещин в них начинает просачиваться вода, и через 3-10 дней эти трещины закрываются). Для повышения морозостойкости, а также при закладке фундамента при низких температурах в бетонные смеси добавляют суперпластификаторы ISOLA FM-86/8 или С-3.

В качестве заполнителя при укладке бутобетонного фундамента используют бутовый камень средней величины (4 — 7 см по наименьшему измерению).

ДЛЯ закладки кирпичных фундаментов подходит только глиняный полнотелый кирпич пластического формования.

Бетонные блоки и блоки-подушки выпускаются различных размеров. Поскольку сортамент их очень велик, нет смысла перечислять всю номенклатуру, с ней вы сможете ознакомиться при обращении в организации, реализующие строительные материалы.

Кроме того, бетонные блоки можно изготовить самостоятельно прямо на месте строительства. Выйдет немного экономичнее, однако при этом увеличится объем работ. Для изготовления блоков из досок сбивают короба — деревянную опалубку; размеры опалубки рассчитывают таким образом, чтобы масса готового блока не превышала 50 кг. Опалубку заполняют бетонной смесью. В данном случае используют пластичную бетонную смесь следующего состава: цемент — 1 часть, песок — 3 части, щебень — 5 частей. Заполненные короба накрывают влажной мешковиной; в жаркую и ветреную погоду мешковину необходимо дополнительно увлажнять (2 — 3 раза в течение дня). Через 3 — 4 дня опалубку разбирают, а блоки оставляют набирать необходимую прочность. В теплое время года этот процесс занимает 21 день.

 

Кладку фундаментов и каменных стен ведут на строительных растворах, которые состоят из трех компонентов — вяжущего, заполнителя и воды. Вяжущее — это чаще всего цемент разных марок и известь. Иногда добавляют гипс или глину, но обязательно в сочетании с цементом и известью. В качестве заполнителя применяют чистый речной или, что предпочтительнее, горный (овражный) песок. Размер зерен песка — до 1,5 мм — обеспечивают просеиванием на сите с соответствующими ячейками. Никаких примесей в песке не допускается. Для улучшения теплоизоляционных свойств кладки иногда используют теплые заполнители — пески из керамзита, пемзы, просеянный шлак м т. д.,— но это не так важно, потому что основную тепловую защиту обеспечивает материал стен, а не швы кладки.
Для приготовления раствора вручную берут неглубокий ящик, сколоченный из прочных досок. Его размеры выбирают в зависимости от требуемого количества раствора, например 1x1,5x0,25 м (0,375 м3). Объем раствора с цементом должен быть таким, чтобы его можно было израсходовать за 45 минут или, в крайнем случае, не больше чем за один час — позже этого времени он становится непригодным. Растворную смесь сначала готовят в сухом виде, тщательно перемешивая цемент с заполнителем. Потом постепенно добавляют воду до нужной консистенции, не прекращая перемешивания. Известковое тесто предварительно разводят водой и лишь затем вливают в раствор.

Прочность растворов и бетонов характеризуют маркой, зависящей от марки заполнителя и связующего, а также от их отношения. Что обозначает марка? Она показывает прочность раствора или бетона на сжатие в кг/см2. Марку выбирают в зависимости от условий работы конструкции и влажности грунта. Для наружных и внутренних стен и перегородок помещений с нормальной влажностью применяют известковые, цементно-известковые и цементно-глиняные растворы марок от 4 до 25. Для кладки цоколей, фундаментов и стен подвалов в сухих грунтах — М25, а во влажных — не ниже М50. Составы растворов по объему и их марки сведены в таблицу, причем они даны с некоторым запасом прочности. В цементно-известковых растворах известь можно заменять равным количеством жирной глины, но надо иметь в виду, что применение извести и глины во влажных условиях не допускается (кладка фундаментов и стен подвала).

Бетон готовят тем же способом, что и раствор, а новый компонент — щебень или гравий — добавляют в последнюю очередь. Главное условие получения бетона хорошего качества — тщательно перемешанная смесь. Естественно, что это условие лучше выполняется, если использовать бетономешалку. Готовить бетон вручную крайне тяжело.

Бетон М50 применяют только для заливки ленточных фундаментов. Из бетона М75 делают столбчатые фундаменты для деревянных домов, а бетон Ml 00 используют при кладке стен подвала во влажных грунтах и для столбчатых фундаментов со стенами из кирпича или легкого бетона (опилко-бетон, шлакобетон и арболит). Более подробные сведения о бетоне вы найдете в нашем «Мини-справочнике».

 

Выносная самостоятельная шахта может быть соединена с конструкциями здания только монтажными гибкими соединениями.
При расположении шахты между маршами лестничной клетки следует устраивать ограждение шахты из бетонных блоков толщиной 5—7 см. Для зданий массового строительства можно допустить устройство металлических шахт с сеткой при условии обеспечения повышенной звуко-и виброизоляции машинного помещения.
Встроенные шахты должны иметь двойное ограждение, состоящее из оболочки собственно шахты, на которой (крепятся направляющие кабины, и несущих стен здания.
Можно рекомендовать следующие типы конструкции: для встроенных шахт — двойное ограждение из железобетонных плит по 7 см с воздушным промежутком 2—3 см; равноценная ей по звукоизоляции двойная перегородка из железобетонных плит толщиной 4 и 7 с воздушным промежутком 5 см; стена из ,керамзитобетона весом не менее 200 кг/м2, не связанная со второй стеной (например, из гипсоцемента весом 60 кг/м2).
При прохождении встроенной шахты .вблизи нежилых помещении можно допустить устройство кирпичной стены (в один кирпич), оштукатуренной с обеих сторон, или двухслойной перегородки из гипсобетонных (гипсоцементных оштукатуренных) плит толщиной 8 см каждая.
Для исключения передачи вибраций и структурного звука из машинного отделения на конструкции зданий необходимо осуществлять виброизоляцию лебедки с мотором.
Вибрация лебедки в самонесущих шахтах может предотвращаться установкой подлебедочной плиты (рамы) как на пружинно-резиновые виброизоляторы, так и на прокладки из резины, пробки, асбокартона и других прокладочных материалов.
Подбор числа и параметров виброизоляторов должен проводиться на основе специального расчета.
Для снижения шума, проникающего из машинного отделения в лестничную клетку, необходимо, чтобы дверь в машинное отделение имела повышенную звукоизоляцию. Рекомендуемая конструкция двери состоит из деревянной рамы толщиной 50 мм с обшивкой с обеих сторон древесноволокнистой жесткой плитой, покрытой стальным листом; заполнение рамы делается из минеральной ваты 7 = 60 кг/м3, вес такой двери составляет ~ 45 кг/м2. Уплотнение притворов двери по периметру осуществляется полосами из технического фетра или резины.
Для снижения шума при закрывании шахтных дверей рекомендуется делать двери с гидравлическим, пружинным или воздушным тормозом без защелки. Щель в притворе раздвижной двери по периметру должна быть закрыта резиновой трубкой. Существующие распашные двери шахты с металлическим замком могут быть в значительной мере «обесшумлены» устройством буферных амортизаторов.

 

Шум лифтовой установки, возникающий при пуске и движении кабины в шахте лифта и машинном помещении, распространяется по воздуху и конструкциям здания. В практике строительства жилых многоэтажных домов наибольшее применение получили лифтовые шахты: 1) с сетчатым ограждением в лестничных клетках между маршами; 2) связанные с лестничной клеткой и выходящие на поэтажные лестничные площадки; 3) расположенные у наружной стены лестничной клетки с выходом на промежуточную площадку лестницы.
Размещение луфтов первого вида, как показала практика эксплуатации многоэтажных жилых домов, создает наиболее благоприятные условия для звукоизоляции квартир.
Снижение шума лифтовых установок достигается комплексом мероприятий: планировочных, строительных, монтажных, а также правильной эксплуатацией лифтовых устройств.
Машинное отделение лифтов всех типов обычно располагается вверху над шахтой. Рекомендуются две схемы расположения машинного отделения но вертикали дома: 1) машинное отделение расположено в уровне перекрытия технического этажа (рис. 70,а); 2) машинное отделение расположено в уровне крыши дома (рис. 70,6). Не должно допускаться расположение машинного отделеиия в уровне жилого этажа дома, а также над жилыми помещениями или под ними.
На рис. 71 показаны возможные планировочные решения расположения лифтовой шахты в секции здания. Оптимальными с акустической точки зрения решениями являются устройство вы
носной шахты и расположение шахты в лестничной клетке между маршами, так как оба решения позволяют осуществить конструктивное отделение шахты от конструкций здания. Во всех случаях рекомендуется смежными с шахтой делать кухни, ванные комнаты и холлы. При устройстве встроенной шахты это условие обязательно.
Лифтовые шахты, независимо от планировочного решения, должны иметь самостоятельный фундамент, не связанный с конструкцией здания. Фундамент шахты должен состоять из слоя подготовки из гравия или щебня толщиной 50 см, бетонного блока толщиной 25 см, слоя гидроизоляции и опорного блока шахты.

 

При скрытой проводке трубопроводы должны быть обернуты звукоизоляционным материалом (войлок с пропиткой и без пропитки битумом, волокнистые звукоизоляционные материалы и т. п.).
При открытой проводке трубопроводов между элементом крепления и трубой должны быть предусмотрены звукоизоляционные прокладки (например, из войлока, профилированной резины и других упругих материалов) (рис. 69, а). Значительно более высокими качествами обладают зажимные скобы со стальными пружинными изоляторами ((рис. 69,6). Достигаемая звукоизоляция от структурного звука составляет при низких частотах приблизительно 10 дб, а при высоких частотах более 2 дб.
Для крепления нескольких параллельных труб рекомендуется использовать общие шины, которые прикрепляются к стене через резино-металлические элементы (рис. 69,в).
В случае расположения трубопроводов в шахтах последние не должны примыкать к (помещениям, требующим защиты от шума Если этого нельзя избежать, то по крайней мере трубопроводы не должны крепиться на стенах шахты, обращенных к этим помещениям.

Приборы санитарно-технического оборудования (например, ванны, раковины, унитазы, сливные бачки), которые сами создают шумы или у которых сильные шумы возникают при их наполнении и опорожнении, должны сообщаться с корпусом здания только через просадки из материала, обеспечивающего звукоизоляцию от структурного звука.
Перечисленные выше способы позволяют значительно снизить шум систем водопровода, канализации и отопления, однако основным мероприятием, которое сможет обеспечить снижение шума от этих систем, должна являться разработка нормативных требований по акустическим характеристикам санитарно-технических приборов, оборудования и арматуры в части акустической оценки смонтированных санитарно-технических систем.
Первый этап этой работы — выработка стандартных методов испытаний шумовых характеристик санитарно-технических приборов, оборудования и арматуры, получение акустических характеристик выпускаемых отечественной промышленностью и эксплуатируемых в зданиях приборов, оборудования и арматуры, разработка мероприятий по снижению их шума и на этой основе разработка нормативных шумовых характеристик и включение в ГОСТы на приборы, оборудование и арматуру соответствующих требований.
Только на этой основе можно добиться существенного снижения шума водопроводного, канализационного и отопительного оборудования.

 

Самое эффективное средство для защиты от шумов санитарно-технического оборудования состоит в борьбе с возникновением шумов непосредственно в источнике. Для этого в первую очередь следует применять правильно сконструированную с точки зрения гидравлики бесшумную арматуру с улучшенными гидравлическими трактами и дросселирующими устройствами.
Весьма целесообразно снижать рабочее давление на подводках водозаборной арматуры либо путем стабилизации его в системе водоснабжения в целом, либо путем применения местных рассредоточенных сопротивлений.
В водозаборных вентилях у выпускного отверстия необходимо принимать специальные меры для сглаживания потока и уменьшения образования вихрей (например, использование сетки, распределителя потока). Достигаемое при этом снижение шума может составлять от 6 до 12 дб (в зависимости от давления в сети).
В жилых зданиях недопустимо устройство смывных кранов, а следует устанавливать унитазы с низко расположенными смывными бачками. Насадки (например, душевые сетки), наиболее способствующие возникновению шума, должны соединяться с вентилем через гибкий шланг. В зданиях повышенной этажности целесообразно предусматривать последовательно работающие насосные установки (например, напор в городской сети—для этажей с 1 по 6, первая насосная установка—для этажей с 6 по 10, вторая насосная установка — для этажей с 11 по 15).
Для уменьшения шумов, возникающих при спуске воды, следует использовать спускные клапаны и водопропускные затворы специальной конструкции. Прежде всего следует учитывать, что воздух, выделяющийся из потока при спуске, должен всасываться равномерно без перерывов и перемещаться вместе с водой.
Трубопроводы должны иметь как можно более гладкие внутренние стенки без острых кромок. Рекомендуется применять трубопроводы большого сечения, чтобы получить небольшую скорость потока. Надо стремиться, чтобы скорость движения воды не превышала 1,5 м/сек. С помощью фасонных частей, имеющих большой радиус кривизны, следует избегать резких изменений направления трубопровода и использовать переходные и соединительные фасонные части, правильно сконструированные с точки зрения гидравлики. При этом изменения поперечного сечения не должны быть резкими.
Путем тщательной проработки проекта сети трубопроводов можно свести к минимуму количество переходных и соединительных фасонных частей.
Все эти мероприятия, позволяющие уменьшить образование шума, должны быть дополнены конструктивными мероприятиями по звукоизоляции при монтаже санитарно-технического оборудования, обеспечивающими предотвращение распространения структурного шума по несущим и ограждающим элементам здания.
Для этого при пропуске трубопроводов через ограждающие конструкции (стенки, перекрытия) необходимо устройство звукоизоляционных прокладок типа манжет из волокнистых звукоизоляционных или иных упругих материалов.

 

Особое внимание должно уделяться вопросу виброизоляции трубопроводов при их прохождении через ограждающие конструкции, а также изоляции шума, распространяющегося по воде.
Основные источники шума в системах водоснабжения и канализации [14]—водоразборные краны, санитарные приборы, запорная и регулирующая арматура.
Шум арматуры, который связан с работой водопроводных кранов и смывных бачков, появляется при внезапном открытии и закрытии вентилей вследствие возникновения «гидравлического удара».
При равномерном движении воды он создается в результате кавитации и образования вихрей. Этот шум возникает главным образом вблизи мест крепления вентилей, и его интенсивность зависит от давления перед арматурой и скорости потока.
При низком давлении интенсивность меньше, чем при высоком. Зависимость интенсивности шума от скорости потока нельзя выразить однозначно. Причиной возникновения собственных шумов трубопроводов являются вихревые потоки и кавитация. Они появляются при больших скоростях потока, главным образом вблизи пересечения труб (крестовин, тройников) и мест изменения направления течения и поперечного сечения трубопроводов, соединительных деталей (муфт, резьбовых соединений колен). Собственные шумы трубопроводов усиливаются при возрастании скорости потока.
В качестве мероприятий, обеспечивающих уменьшение шума в трубопроводах, рекомендуется принимать меньшие скорости потока. Строительными нормами и правилами (СНиП) установлено, что скорость движения воды не должна превышать в магистралях и стояках 1,5 м/сек, а в подводках к водоразборным точкам — 2,5 м/сек. В то же время необходимо отметить, что в трубах малых диаметров опасность шумообразования гораздо больше.
Шумы наполнения возникают при попадании струи на стенки жестко укрепленных резервуаров (ванны, раковины, смывные бачки) и часто усиливаются в результате резонансных явлений.
Шумы санитарно-технической арматуры излучаются непосредственно как воздушный шум, а также распространяются в стенках труб и в воде как структурный шум.
Для предотвращения распространения структурного шума по строительным конструкциям во всех местах соприкосновения труб с ними (крепление труб и арматуры, места пересечения стен и перегородок) должна быть предусмотрена соответствующая виброизоляция.
Распространению шума от водозаборных кранов по трубопроводам можно воспрепятствовать путем присоединения водозаборной арматуры посредством звукоизолирующих муфт.

 

При работе систем водопровода, канализации и отопления в зданиях возникают шумы — серьезная помеха для проживающих или работающих людей. Источниками шума в этих системах являются насосные установки, различная арматура, включая санитарно-тех-нические приборы и сами трубопроводы.
При этом создается как воздушный шум, излучаемый непосредственно в помещение, где установлен источник шума, так и структурный, распространяющийся от источника шума по трубопроводам, несущим и ограждающим конструкциям.
Насосные установки находят все большее применение для различных целей в современных многоэтажных зданиях. Они служат для ускорения циркуляции воды в системах центрального отопления и теплоснабжения и в сетях горячего водоснабжения. В зданиях повышенной этажности они используются для повышения напора и обеспечения водоснабжения верхних этажей.
Источниками шума в насосных установках являются механизмы привода, редуктор и сам насос.
Шум и вибрации насоса без привода в основном вызываются [22] образованием вихрей на лопатках, дисках и стенках корпуса, неоднородностью потока, кавитационными процессами и т. д., а также механическими источниками — шарикоподшипниками, стуками в зазорах, неуравновешенностью вращающихся масс и т. п.
Снизить воздушный шум, создаваемый насосной установкой, возможно путем выбора наиболее совершенных конструкций насосов, имеющих низкий уровень шума, статической и динамической балансировки установки или же путем заключения насосной установки в кожух соответствующей конструкции. Снижение структурного шума достигается установкой между бетонным основанием или стальной рамой насосной установки и фундаментом — упругих виброизоляторов, изоляцией подходящих к насосной установке трубопроводов путем устройства в них гибких вставок.
Схема виброизоляции насосной установки показана на рис. 66.
В соответствии с параметрами насосной установки, характеризующими ее колебательные свойства, в качестве виброизоляторов можно использовать стальные пружины, резино - металлические виброизоляторы и другие упругие материалы.
На рис. 67 показаны типы различных виброизоляторов, применяемых © практике для виброиэоляции насосных установок. Гибкие вставки в трубопроводах выполняются обычно из резиновых армированных патрубков (ГОСТ 8496—67), рассчитанных на требуемое давление и имеющих длину не менее 70—90 см. На рис. 68 по-казан пример устройства гибкой резиновой вставки.

 

Для предупреждения выдувания звукопоглощающего материала при скоростях до 15 м/сек рекомендуется применять защитные покрытия в виде перфорированных стальных листов толщиной 0,5—0,8 лш (диаметр перфорации 5 л*л*, шаг 10 л*л*) поверх стеклоткани марки Э-01 или Э-0,08 (ГОСТ 8481—61), выпускаемых отечественными стеклозаводами. Такое покрытие акустически прозрачно И не уменьшает эффективности работы глушителей.
Подобные перфорированные листы не обладают никакими акустическими преимуществами по сравнению со стальной сеткой, но в конструктивном и гигиеническом отношении являются более предпочтительными. Кроме того, потери на трение в глушителях с перфорированными листами меньше, чем в глушителях с металлической сеткой, и, следовательно, меньше уровень шума, генерируемого воздушным потоком.
Пленочные покрытия даже толщиной 50 мк снижают эффективность глушителей на частотах выше 500 гц примерно на 30% и со временем теряют свою эластичность и ухудшают звукопоглощение еще больше.
Существует несколько способов применения звукопоглощающих материалов в системе воздуховодов:
1) облицовка расширительных камер на всасывающей и нагнетательной сторонах вентилятора — экономически выгодный способ достижения значительного затухания в системах, содержащих такие элементы;
2) облицовка воздуховода изнутри звукопоглощающим материалом, который одновременно служит для целей теплоизоляции. Размеры воздуховодов при этом необходимо увеличить, чтобы компенсировать потери площади свободного сечения, обусловленные наличием облицовки;
3) размещение облицованных секций воздуховодов вблизи от поворотов, что позволяет использовать преимущества взаимодействия звукопоглощения и отражения звука;
4) использование специальных вентиляционных глушителей, когда длина воздуховода ограничена.
Для достижения требуемого затухания на практике часто прибегают к комбинации нескольких описанных выше способов.
Глушитель занимает место, которое необходимо предусмотреть при компоновке вентиляционной системы. Глушителей рекомендуется устанавливать по возможности ближе к вентилятору в начале вентиляционной сети, что позволяет ограничить до минимума шум, проникающий через стенки воздуховода в помещения, через которые он проходит. Если источники шума в вентиляционной системе неизбежны, то соответствующие глушители необходимо располагать в ответвлениях от магистрального участка. Глушители необходимо также предусматривать в каналах, соединяющих вентилируемые помещения.
Уровень шума потока может свести на нет эффект затухания в глушителе, поэтому скорость потока в глушителе, устанавливаемом вблизи от вентилируемого помещения, должна быть ограниченной.

 

Для снижения шума, распространяющегося по каналам систем вентиляции, кондиционирования «воздуха и воздушного отопления, следует применять диссилативиые глушители (трубчатые, сотовые, пластинчатые и камерные глушители со звукопоглощающим материалом, а также облицованные изнутри такими материалами воздуховоды и повороты). Тип и размер глушителя определяется допустимой скоростью движения и расходом воздуха, требуемым снижением шума и местными условиями. Схема ряда конструкций глушителей приведена на рис. 65.
В настоящее время имеется разработанный НИИ стройфизики и ГПИ Сантехпроект альбом типовых чертежей глушителей шума ГЗО].
При выборе звукопоглощающих материалов для глушителей кроме их акустических качеств необходимо учитывать их огнестойкость, безвредность, отсутствие запаха как в сухом, так и во влажном состоянии и невыдуваемость частичек материала при высоких скоростях воздушного потока (в конструкциях глушителей).
Выбор звукопоглощающего материала зависит от того, в какой системе (приточной или вытяжной) его применяют.
В глушителях приточных систем, обслуживающих помещения категорий А, Б и В (пожароопасные), рекомендуется применять мягкие маты ультрасупертонкого стекловолокна (СТВ) с объемной плотностью 15 кГ/м3, выпускаемые стеклозаводами Брянской и Московской областей, или базальтовые звукопоглощающие маты (БЗМ) по ТУ-505.217—71 плотностью 17 кг/л*'2, выпускаемые ирпеньским комбинатом стеновых материалов и пластмасс.
В глушителях приточных систем, обслуживающих помещения категории Г и Д (пожаробезопасные), можно применять отходы капронового волокна объемным весом 120—150 кг/л*3, изготовляемые по СТУ 168—62, СТУ1 -202—62 или ТУ 340—55.
Для глушителей вытяжных систем рекомендуется применять полужесткие плиты из стекловолокна ЦФД с объемной плотностью 30—40 кГ/м3, выпускаемые саратовским заводом «Техстекло» по СТУ—47, а при их отсутствии — менераловатныеваты марки ППМ-80 Воскресенского завода «Красный строитель».

 

Для снижения уровня звуковой мощности шума, генерируемого поворотами и тройниками воздуховодов, участков резкого изменения площади поперечного сечения и т. п., следует ограничивать скорости движения воздуха в магистральных воздуховодах общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий до 5—6 м/сек, а на ответвлениях до 2—4 м/сек. Для производственных зданий эти скорости можно увеличивать в два раза, если по технологическим и другим требованиям это допустимо.
Допустимый уровень вентиляционного шума, проникающего в помещение через решетки, можно определить из условия, что суммарный уровень звукового давления, создаваемого в помещении вентиляционным шумом и шумообразованием в решетках, не должен превышать допускаемый уровень звукового давления для данного помещения в любой октавной полосе.
Если уровень шума, создаваемого в результате шумообразова-ния в решетке, более чем на 10 дб ниже допускаемого, то в последующих расчетах его можно не учитывать.
В различных элементах воздуховодов происходит снижение уровней звуковой мощности, обусловливаемое самой вентиляционной системой. Для их учета из определенных октавных уровней звуковой мощности, излучаемой вентилятором в систему 'воздуховодов, следует последовательно вычитать потери 'звуковой мощности,
обусловленные отдельными элементами системы.
В результате этого могут быть определены уровни звуковой мощности шума, поступающего в 'помещение или открытую атмосферу через концевые устройства (решетки, плафоны и т. п.).
На рис. 61 показаны схема вентиляционной системы и элементы сети, в которых происходит снижение уровня звуковой мощности шума в результате его затухания или отражения на пути от 'вентилятора до вентилируемого помещения.
Существует несколько причин снижения уровня звуковой мощности в системе воздуховодов; основные из них следующие:
1) перераспределение звуковой мощности пропорционально площади воздуховодов, что происходит при разветвлении сети;
2) отражение звука от фасонных элементов воздуховодов (колен, тройников, решеток и др.);
3) поглощение звуковой энергии в результате вязкого трения вблизи стенок и вибрации воздуховодов.

 

При выборе центробежных вентиляторов для центральных систем вентиляции и кондиционирования воздуха необходимо иметь в Bиду следующее:
1) при оценке вентиляторов различных конструкций уровень их звуковой мощности -следует учитывать наряду с другими обычными параметрами;
2) принятый вентилятор должен быть оптимальным при заданном расходе воздуха и сопротивлении сети и поэтому должен работать в режиме максимального к.п.д.
3) следует стремиться к тому, чтобы сопротивление сети было как можно меньшим. Установку вентилятора с запасом по давлению, а затем при наладке дросселирование избыточного давления следует считать недопустимыми, так как при этом создается шум, который может свести на нет эффект установки центрального глушителя;
4) конструкция входного патрубка .вентилятора должна обеспечивать плавный подвод воздуха к рабочему колесу.
Следует обращать особое внимание на тщательную балансировку рабочего колеса вентилятора. Для осевых вентиляторов в большинстве случаев достаточно статической балансировки; для центробежных вентиляторов из-за большой ширины рабочего колеса требуется статическая и динамическая балансировка.
Шум, созда(ваемый автономными агрегатами и приточными устройствами, излучается непосредственно в обслуживаемое помещение, и его трудно ослабить по пути распространения. Следовательно, такие агрегаты и устройства необходимо выбирать достаточно малошумными.
Октаиные уровни звуковой мощности шума, излучаемого в помещение автономными кондиционерами, отогштельно-вентиляционны-ми агрегатами, агрегатами воздушного душирования (без сетей воздуховодов) с осевыми вентиляторами, следует определять по формуле (46) и табл. 19 с повышающей поправкой 3 дб [52].
Для автономных агрегатов с центробежными «вентиляторами октавные уровни звуковой мощности шума, излучаемого всасывающим и нагнетающим патрубками вентилятора, следует определять по формуле (46) и табл. 19, а суммарный уровень шума — по рис. 5. Если в агрегате воздух забирается снаружи, то сложение уровней делать не следует.
Шум приточного устройства (решетки, плафонов) тем меньше, чем меньше скорость проходящего через него воздушного потока. Уровень шума, создаваемого приточным устройством определенного типа при заданной постоянной производительности, возрастает приблизительно на 2 дб при каждом увеличении на 10% максимальной скорости между направляющими лопатками. При удвоении скорости уровень шума в решетке возрастает приблизительно на 18 дб [34,41].
При ныборе приточных устройств следует исходить из шумовых характеристик оборудования данного конкретного типа. Сравнивая шумовые характеристики различных устройств, необходимо учитывать акустические условия, при которых они получены.
Максимальная скорость потока, а следовательно, и уровень шума зависят не только от расхода, размеров и конструкции приточного устройства, но также и от конфигурации воздушного потока, набегающего на приточное устройство.

 

Линейный источник шума устанавливался на расстоянии 5,3 м от линии застройки, что соответствует расположению транспортного потока на проезжей части скоростной автодороги. Измерения проводились на высоте 0,3 м, что соответствует уровню первого этажа, а в некоторых схемах на высоте 1,35 м — на уровне пятого этажа.
Результаты измерений
представлены в виде карт
шумового режима жилой
застройки и кривых распре-
деления уровней звукового
давления по периметру за-
стройки. Для построения
между уровнями в точке на
пользовались относительные
уровни звукового давления.
Карты шумового режима могут быть использованы как для акустической оценки определенных вариантов застройки селитебной территории, так и для сравнения их между собой. Для акустической оценки варианта жилой застройки необходимо иметь следующие данные:
расчетный уровень шума в дб А на магистрали 7 м от оси первой полосы движения транспорта LAI ;
карту шумового режима данного приема застройки в относи-тельных уровнях шума;
предельно допустимый уровень шума для данной территории.
Исходя из этих данных, получают карту шумового режима в абсолютных уровнях шума; определяют долю территории, находящейся в зоне дискомфорта, и относительный уровень шума, на величину которого необходимо снизить шумность транспортных потоков. Величина необходимого снижения шума, ситуация местности, перспективы развития данного микрорайона и пр. и определяют необходимые строительно-акустические мероприятия по борьбе с шумом.
Шумовые карты можно применять также для сравнения вариантов застройки примагистральных территорий и выбора наиболее эффективного решения с точки зрения защиты от шума. На рис. 54 представлены шумовые карты двух простейших вариантов застройки: строчной, перпендикулярной магистрали (схема 3), и фронтальной с разрывом между торцами зданий в одну высоту.

 

Измерения уровней звукового давления на моделях жилой застройки проводили измерительным трактом, состоящим из пол-дюймовых конденсаторных микрофонов, двухканального микрофонного переключателя, спектрометра и самописца фирмы «Брюль и Къер». Стабильность работы источников шума контролировалась в течение всего времени измерений специальным контрольным микрофоном. Все измерения проводились в безветренную погоду

при температуре воздуха около 15—20°С и относительной влажности -воздуха около 50—60%.
Для обоснования разработанной методики моделирования проведены исследования шумового режима жилой застройки ряда микрорайонов Москвы, Волгограда и Волжского и их моделей. Источниками шума при измерениях в натурных условиях служили как точечные источники типа переносной бензиновой электростанции АБ-1, так и автотранспортные потоки и железнодорожные поезда. В качестве примера можно привести результаты исследования распространения шума железнодорожных поездов на территории жилого квартала, расположенного вблизи линии Ярославской железной дороги между платформами «Заветы Ильича» и «Правда», и на его модели.

Сравнение результатов измерений в натуре и на модели удобно производить по относительным уровням звукового давления, представляющим собой разность между уровнями в какой-то постоянной точке (такой точкой обычно является место установки микрофона, контролирующего стабильность работы источников шума) и уровнями в точках на территории застройки. Сравнение представленных в качестве примера на рис. 53 относительных уровней звукового давления, измеренных в натуре и на бетонной площадке полигона, показывает правомочность применения метода моделирования для решения поставленной задачи.
Для исследования закономерностей распространения шума на территории жилой застройки выбраны наиболее типичные для современного градостроительства приемы застройки. В основу схем моделируемых вариантов жилой застройки положен пятиэтажный четырехсекционный дом. Взаиморасположение зданий, разрывы между ними и блокировка между собой приняты в соответствии со Строительными нормами и правилами (СНиП). Здания выполнены без угловых секций. Глухие углы образовывались сопряжением двух зданий торцами под прямым углом и определенным сдвигом одного торца по отношению к другому. В отдельные схемы застройки включены десятиэтажные жилые дома и двухэтажные блоки магазинов.

 

Моделирование распространения шума в жилой застройке может осуществляться в масштабе от 1 : 5 до 1 : 10. Выбор масштаба определяется конкретными условиями поставленной задачи. При этом следует принимать во внимание, что слишком крупный масштаб затрудняет изготовление, транспортирование и установку моделей и увеличивает стоимость работ, а слишком мелкий не позволяет правильно воспроизвести натуру и приводит к большим погрешностям при измерениях. Исходя из этих соображений .и размеров рабочей площадки акустического полигона принят масштаб 1 :10.
В настоящее время для оценки и нормирования транспортного шума широко используются уровни звука в дб А. Поэтому исследования на моделях жилой застройки следует вести на частотах звука, характерных в спектрах транспортного шума и притом таких, уровни на которых в той или иной степени эквивалентны по значению и характеру изменения уровням звука, измеряемым пп кривой коррекции Л. Специальные исследования показали, что такими частотами в спектрах шума автотранспортных «потоков и железнодорожных поездов являются соответственно 500 и 800 гц, что соответствует 5000 и 8000 гц на модели.
В качестве материала для моделей зданий исходя из практических соображений была применена фанера. Сравнение коэффициентов звукопоглощения строительных материалов, используемых для облицовки жилых домов, и фанеры толщиной 4 мм на моделируемых частотах показано, что эти коэффициенты разнятся незначительно, и значит фанера вполне пригодна для подобных исследований. Для изготовления моделей зданий ее набивали на жесткий каркас из деревянных брусков.
1 Исследования шроведены совместно НИИ стройфизики, ЦНИИП градостроительства. МИСИ им. Куйбышева и Волгоградским институтом инженеров городского хозяйства в 1066—/1969 iir.
Поверхность рабочей площадки полигона, на которой устанавливались модели, на первых этапах исследований не моделировалась и представляла собой уплотненный катком грунт. Однако такая площадка не дает возможности достигнуть полного соответствия результатов измерений на моделях натурным результатам, а также вызывает трудности технического характера. Поэтому позднее были подготовлены асфальтовая и бетонная площадки, которые достаточно точно моделируют поверхность территории жилой застройки. На обе площадки размерами 20X30 м каждая нанесена координатная сетка с ячейками 2X2 м, все точки сетки пронумерованы и приняты за постоянные точки измерений. Это позволило увязать между собой все исследуемые варианты застройки.
Источники шума, используемые для имитирования шума транспортных потоков, в 'Процессе исследований на акустическом полк-гоне неоднократно менялись и (совершенствовались. Выбор источников шума определялся: достаточно высокой звуковой мощностью на частотах 5000 и 8000 гц. ненаправленностью, соответствием размеров излучающей поверхности источников шума размерам автомобилей, стабильностью работы во (времени. Как показали измерения, использованные на тертом этапе, исследований,сферические источники шума, составленные из шести громкоговорителей типа 4ГД-7, не обладают достаточной звуковой мощностью. Кроме того, чтобы избежать наложения фаз, каждый громкоговоритель должен излучать свой собственный шумовой сигнал. Последнее условие практически не удалось осуществить.

 

Используемая в НИИ строительной физики для исследования распространения шума модель (масштаб 1 : 10), имитирующая производственные помещения больших объемов (цехи), представ-няет собой в плане прямоугольник со стороной 4,4X4,36 м при максимальной высоте модели 1,2 м. Монтаж модели был выполнен в помещении, микроклимат которого существенно не изменяется со сменой времен года. Основной несущей конструкцией является^ каркас из дюралюминиевых уголков $5X25 мм и дюралюминиевых полос 50X8 мм. Для обеспечения достаточной жесткости всей конструкции в целом крепление элементов каркаса между собой, а также к полу помещения выполнено на болтах и шурупах. В качестве ограждающих поверхностей, имитирующих стены, пол и потолок, применены листы из органического стекла толщиной 8—10 мму
Модель состоит из четырех пролетов, смонтированных параллельно стороне с размером 4,4 м, и, следовательно, ширина и длина каждого пролета составляет соответственно 1,09 и 4,4 м. Высоты пролетов могут изменяться независимо друг от друга и принимать значения, равные 0,6 и 1,2 м. Каждый из пролетов может быть разделен поперечными вертикальными перегородками из оргстекла на отдельные секции, количество которых изменяется в зависимости от исследуемых вариантов моделей помещений. На полу модели в каждом из пролетов установлены направляющие уголки, по которым осуществляется продольное перемещение микрофонной тележки. Герметичность модели обеспечивается правильным подбором размеров листов оргстекла, плотно прилегающих к уголкам или сопряженным местам без образования в местах примыкания щелей, а также промазкой мест стыковки ограждений к каркаса пластилином.
Для имитации технологического оборудования, являющегося источником шума, применяются электромеханические шариковые источники шума. О стенки стального барабана ударяются стальные шарики диаметром 6 мм. Удары шариков вызываются воздействием центробежной силы, которая возникает при вращении тарелки, посаженной на ось вращающегося со скоростью 1680 об/мин электромотора. Высота источника 30 см, диаметр барабана 20 см. Источники шума создают звуковую мощность порядка 78 дб на частотах 5000—8000 гц.
Измерения уровней звукового давления в моделях проводилось измерительным трактом, состоящим из 74-дюймового конденсаторного микрофона, спектрометра и самописца фирмы «Брюль и Къер». Стабильность работы источников шума контролировалась в течение всего времени измерений специальным контрольным микрофоном. Измерения проводились на частотах 1250, 2500, 5000 и 10 000 гц.
Исследования распространения шума в помещениях методом моделирования1 проводились на модели-пролете, схема которого показана на рис. 47. Пролет «разделен на четыре секции (/, II, III, IV) \ компонуя их, можно исследовать модели помещений с объемами от 0,77 до 5,74 мг. Для точного размещения источников шума в модели на полу пролета нанесены маркировочные круги по размеру площади основания источника. Пролет (в плане) по длине делится направляющими уголками микрофонной тележки на две равные части, на которые устанавливаются по восемь источников шума.

 

Исследования закономерностей распространения шума в больших помещениях и на территориях городской застройки могут проводиться как теоретическим, так и экспериментальным путем. При этом приходится считаться с тем, что расчетные формулы, полученные теоретическим путем, зачастую не могут учесть -всех особенностей явлений и довести результаты расчетов до достаточной точности. Поэтому необходима широкая проверка теоретических положений экспериментальными исследованиями. Однако и при проведении их в натурных условиях часто трудно бывает выделить влияние отдельных факторов, определяющих закономерности распространения шума, и, кроме того, исследования чаще всего бывают трудоемки и громоздки. Для исследования процессов распространения шума весьма полезно использовать методы моделирования. Прямое моделирование представляет собой замену изучения явления в натуре изучением аналогичного явления на модели меньшего масштаба. Два явления могут считаться подобными, если по заданным характеристикам одного можно получить характеристики другого простым пересчетом, что аналогично переходу от одной системы единиц измерения к другой системе (28, 3).
Теоретические основы моделирования в настоящее время достаточно хорошо разработаны. Найденные соотношения позволяют сформулировать основные принципы акустического моделирования.
1. Необходимо сохранить геометрические характеристики области, в которой исследуется процесс, в модели и натуре путем сохранения геометрического подобия тех частей модели и натуры, в которых существует звуковое поле.
2. В модели и натуре должно быть сохранено отношение размеров к длине звуковой волны.
3. В модели и натуре на сходственных частотах безразмерные импедансы всех сходственных граничных поверхностей должны сохраняться одинаковыми.
Выполнение требований геометрического подобия модели и натуры обычно не встречает больших затруднений. Масштаб модели большого «промышленного цеха или городской застройки наиболее целесообразно принять 1 : 10. В этих условиях размеры модели цеха в плане могут колебаться от 1 до 10 м, а по высоте — от 0,5 до 3 м. модели городской застройки не будут превышать размеры ЮОХЮО м в плане и 3—4 м по высоте. Такой масштаб моделирования позволяет проводить модельные исследования на не слишком высоких частотах /Мод, лежащих ниже 5—8 кгц. На более высоких частотах уже нельзя пренебрегать затуханием звука в воздухе, которое может полностью нарушить подобие, так как это затухание пропорционально квадрату частоты. При этом как в модели, так и в натуре воздух может иметь одинаковую температуру и влажность.
Наиболее трудно выполнить условие равенства импедансов граничных поверхностей. Однако при упрощенном моделировании можно ограничиться условием равенства коэффициентов звукопоглощения граничных поверхностей.
Не менее важен выбор источников звука для моделирования, излучающих на частотах 5—8 кгц достаточно большую акустическую мощность. Эта мощность должна обеспечивать в моделях помещений или моделях городской застройки уровни шума, лежащие выше шумового фона и в диапазоне измерений аппаратуры для измерений шума.

 

При решении вопросов борьбы с шумом основным является определение требуемого его снижения для последующего выбора и расчета необходимых для этого мероприятий.
Требуемое снижение шума может быть установлено только на основе сопоставления ожидаемых уровней шума с допустимыми для данного помещения или территории.
Шум от источников может распространяться и как воздушный, и как структурный.
В данной главе рассматриваются принципы акустических расчетов, выполняемых при разработке мероприятий по снижению воздушного шума [20].
На основании акустического расчета пржде всего выявляется необходимость мероприятий по снижению uiyala, а затем после определения требуемого снижения шума выбираются способы его, уменьшения до нормативных величин. Так как действующие санитарные нормы определяют допустимые уровни шума в восьми октавных полосах в диапазоне 50—ilOOOO гц, то расчет необходимо, производить в каждой из восьми октавных полос со среднегеометрическими частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 гц. Акустический расчет включает:
а) выявление источников шума и определение их шумовых ха-.
рактеристик (уровней звуковой мощности LP в каждой из октав-
ных полос и, в необходимых случаях, характеристик направлен-
ности) ;
б) выбор точек в помещениях или на территориях застройки,
для 'которых производится акустический расчет (расчетные
точек);
в) определение допустимых уровней звукового давления в ок-
тавных полосах (для расчетных точек);
г) определение путей распространения шума от источников до
расчетных точек (по генеральному плану промышленного пред-
приятия, городского района застройки, по технологическим плани-
оовкам помещений и строительным чертежам здания);
д) определение снижения уровней звуковой мощности ALp по
лути распространения звука;
е) определение уровней звукового давления L <в октавных по-
лосах в расчетных точках до осуществления мероприятий по сни-
жению шума ,и сравнение их с допустимыми уровнями;
ж) определение требуемого снижения уровней звукового дав-
ления в октавных полосах в расчетных точках;
з) выбор мероприятий для обеспечения требуемото снижения
уровней звукового давления;
и) выбор типа конструкций и размеров шумоглушащих уст-
ройств (глушителей, экранов, звукопоглощающих облицовок, зву-
коизолирующих элементов и т. п.).
Шумовые характеристики источников шума (оборудования, средств транспорта и т. п.), измеренные в соответствии со стандартами, должны указываться в паспорте или каталогах оборудования, а в случае их отсутствия представляться поставщиком оборудования или определяться в соответствии с методами измерения, приведенными в главе IV.
В некоторых случаях они могут быть приближенно рассчитаны tfja основе существующих теорий и экспериментальных данных (вентиляторы, газодинамические установки и т. п.).
Расчетные точки на территории застройки выбираются по генплану, внутри зданий — по технологическим планировкам и строительному заданию (планам и ра'зрезам здания). Расчетные точки выбираются на расстоянии 2 м от плоскости окон ближайших зданий, ориентированных в сторону источников шума. На территории промышленной площадки обычно выбирается от двух до четырех расчетных точек: около ближайшего лабораторно-конструктороко-го или административного здания, около ближайшего жилого здания, около тихого окна (например, конторского помещения) того же здания.

 

В жилых кварталах помимо проникающего уличного шума возникает в результате жизнедеятельности населения свой собственный, так называемый внутриквартальный шум. Основными источниками этого шума являются разговоры, крики, пение, шум от игр детей, стук от выбивания мебели, одежды и т. п. Большой шум производят заезжающие на территорию кварталов автомашины, разгрузочно-погрузочные операции товаров и тары перед складами магазинов, уборочные операции внутри кварталов, при сборе и вывозе мусора, которые зачастую ведутся ночью. Летом шумят машины, подстригающие газон, из открытых окон квартир доносятся звуки радио, музыкальных инструментов, пение, громкие разговоры.
Как и транспортные шумы, внутриквартальные источники характеризуются непостоянностью, имеют широкий диапазон колебаний уровней во времени.
Уровни шумов внутриквартальных источников, измеренные на расстоянии 7—10 м от источника шума, характеризуются следующими величинами (табл. 9).
Из табл. 9 видно, что внутриквартальные источники шума характерны весьма высокими уровнями.
Наибольшие уровни шума создаются: ездой грузовых и мусороуборочных машин —до 88—95 дб, спортивными играми и играми детей —до 92—95 дб, купанием детей в плескательном бассейне — до 95 дб, погрузкой тары и разгрузкой товаров у магазинов--до 84 дб.
Спектральные характеристики внутриквартальных источников .шумов весьма разнообразны. Так, шум от мусороуборочной машины и грузовых автомобилей, подъезжающих к складам магазинов в жилых кварталах, имеет спектры, близкие к спектрам соответствующих марок автомобилей. Другой характер спектра имеет шум от игровых площадок для детей и от детских плескательных бассейнов. Здесь преимущественное значение имеют среднечастотные и высокочастотные составляющие шума.
Промежуточное значение по спектрам имеют шумы от погру-зочно-ра'згрузо-чных площадок около магазинов или складов, а также от участков школ и детских учреждений.
Таким образом, внутриквартальные источники имеют высокие уровни и требуют серьезного внимания при решении задач нормализации шумового режима в жилой застройке населенных мест.
По шумам промышленных объектов с точки зрения их характеристик во внешнем окружающем пространстве не имеется сколько-нибудь систематизированных данных; то же относится к объектам общественного назначения с массовым пребыванием людей на открытом воздухе (спортивные сооружения и т. п.). В связи с этим не представляется возможности сообщить конкретные данные о характере их шумового режима и его показателях. Вместе с тем такие данные без сомнения нужны как при проектировя-нии населенных мест, так и в условиях борьбы с шумами в сложившейся застройке городов. Можно заранее предвидеть, что шумы гаражей, промышленно-коммунальных объектов, типографий, трансформаторных подстанций и других сооружений, соседствующих с жилой застройкой, не могут быть оставлены без внимания в общей задаче нормализации шумового режима в городе. В связи с этим необходимо провести их изучение и установить акустические характеристики.

 

Как правило, в современных городах эксплуатируются городские железные дороги, являющиеся источниками значительного шума.
Шум поездов достигает высоких уровней, наибольшие из которых возникают на частотах в диапазоне 200—2000 гц.
Следует отметить, что шум отдельного транспортного экипажа в условиях города не имеет существенного практического значения для оценки в целом шумового режима <в -городской застройке. Как правило, уличный транспортный шум является результатом сложения шумов отдельных транспортных средств и зависит от их вида, количества и скорости их движения.
Поэтому для разработки необходимых градостроительных мероприятий необходимо знать данные о шумовых характеристиках транспортных потоков.
Исследования многих улиц Москвы и Волгограда, проведенные в 1960—1969 тт. ЦНИИП градостроительства, МИСИ им. Куйбышева и НИИ строительной физики, выявили, что, как правило, максимальные уровни шумов на городских магистральных улицах
отличаются на 5—6 дб в дневные и ночные часы. При этом абсолютные величины максимальных суммарных уровней звукового давления колеблются от 90 до 95 дб; средние уровни — от 62 до 77 дб и минимальные — от 45 до 62 дб. Как правило, диапазон к*> лебаний между максимумом и минимумом уровней может достигать 45—33 дб в течение суток, а также и более коротких отрезков времени.
Следовательно, транспортные уличные шумы являются шумами непостоянными, изменяющимися во времени.
Уличные транспортные шумы имеют, как правило, низкочастотный характер. Типичный спектр транспортного потока на городской магистральной улице представлен на рис. 30. Спектр записан на ленте с помощью самописца — регистратора уровней. Многократная запись уличного шума дает возможность установить усредненный характерный спектр уличного шума.
На интенсивность транспортного шума в городах оказывают влияние многочисленные факторы, связанные с условиями движения экипажей. К этим факторам следует отнести: количество экипажей на .проезжей части, типы экипажей, их техническое и эксплуатационное состояние, состояние и тип дорожного покрытия (или верхнего строения пути) и такие условия движения, как торможение или разгон экипажа, группировка экипажей около светофоров, скорость движения на перегонах, ширина и этажность застройки улицы и многие другие. Разбор и оценка этих факторов показали, что в условиях движения-транспорта на грузовых и скоростных дорогах города наиболее существенное влияние на интенсивность шума оказывают только определенные факторы. К числу этих факторов относятся интенсивность, характер (состав) и скорость движения.

 

В условиях селитебной территории города наиболее мощными источниками шума являются городские транспортные магистрали-
В жилых районах шумовой фон можно, как правило, отождествлять с шумом от происходящего вдали движения транспортных средств. Даже в промышленных районах самым заметным источником шума является транспорт. Транспортные шумы в городах растут из года в год, так как мощность грузовых машин и количество передвигающегося по улицам транспорта все возрастают. Так, максимальные уровни уличных шумов в Москве с 1959 по 1969 г. выросли в среднем на 12—14 дб А.
При решении вопросов борьбы с шумом городского транспорта возникают две задачи: первая—оценить шум отдельных транспортных средств с целью разработки нормативов и мероприятий по его ограничению, вторая — оценить шум транспортных потоков с целью разработки градостроительных и планировочных мероприятий по его ограничению.
В настоящее время на основе рекомендаций Международной организации по стандартизации и рекомендации подкомитета по автомобильному транспорту Европейской экономической комиссии разработана методика оценки и измерения шума автомобилей [62]. Согласно этой методике определения уровня и спектра шума, создаваемого автомобилем при движении, должно проводиться на расстоянии 7,5 м от движущегося автомобиля. Результаты измерений могут использоваться в первую очередь для сравнения шумов, создаваемых различными типами автомобилей, и установления соответствия между измеренными уровнями и соответствующими нормативами. Полученные результаты измерений шума автотранспорта и являются, по существу, их шумовыми характеристиками, подлежащими оценке и нормированию.

 

В большинстве систем вентиляции общественных зданий необходимо применение глушителей шума.
Конструкции глушителей могут иметь различные решения: наиболее простые — в виде канала, облицованного внутри звукопоглощающим материалом; пластинчатые, состоящие из ряда параллельных звукопоглощающих пластин, разделенных воздушными промежутками; сотовые; камерные и др.
Вопросы снижения шума от систем вентиляции, а^также инженерного и санитарно-технического оборудования изложены а главе VIII.
Вибрации различных машин инженерного и санитарно-техни ческого оборудования, передающиеся конструкциям, на которых оно установлено, или подходящим к нему коммуникациям, являются причиной структурного звука, распространяющегося по конструкциям здания или даже по грунту на большие расстояния, и излучаются в виде воздушного звука ограждениями в удаленных тихих помещениях.
Значительного ослабления этого шума можно добиться, принимая меры по предотвращению распространения структурного звука путем установки агрегатов на виброзвукоизоляторах, выполняемых, например, из пружинных или резиновых амортизаторов.
Необходимо также принимать меры по исключению жестких контактов виброзвукоизолированного агрегата с внешними коммуникациями. Для этого следует предусматривать резиновые вставки в трубопроводах, подходящих к насосным установкам, брезентовые или резиновые вставки в местах присоединения воздуховодов к вентилятору, компенсационные петли на проводах питания электродвигателей и другие подобные меры.

 

В зависимости от вида шума применяются различные мероприятия по его снижению при распространении.
Основными методами, которые могут быть использованы при ограничении распространения шума, являются: соответствующая внешняя и внутренняя планировка, устройство надлежащей звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, звукопоглощение звуковой энергии вдоль путей ее распространения, надлежащий выбор оборудования, виброизоляция колебаний технического оборудования от сопрягающихся с ним ограждений или 'коммуникаций.
Рассмотрим подробнее средства, которыми могут быть осуществлены перечисленные методы шумоглушения.
Рационально решать планировку здания таким образом, чтобы все помещения, связанные с возникновением того или иного шума, были сосредоточены в одном месте и удалены от рабочих и жилых помещений.
Так, в жилых и общественных зданиях котельные, машинные отделения лифтов, лифтовые шахты и мусоропроводы, насосные, помещения с вентиляторами, столовые, буфеты и др. не должны примыкать к жилым и рабочим помещениям.
Кухни, ванные и санузлы рекомендуется объединять в отдельные блоки, граничащие со стенами лестничных клеток или с такими же блоками соседних квартир.
Жилые комнаты многоэтажных жилых домов, общежитий и гостиниц, рабочие комнаты административных зданий, палаты больниц и санаториев, классы и аудитории учебных заведений должны отделяться от лестничных клеток вспомогательными помещениями (кухнями, ванными, коридорами и т. п.). Гимнастические залы, мастерские и другие шумные помещения в учебных заведениях не должны располагаться в непосредственной близости от классов, аудиторий и лабораторий.
Основной для защиты помещений жилых и общественных зданий от шума является надлежащая звукоизоляция ограждающих конструкций.
Решения звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий должны обеспечивать соблюдение нормативных требований по звукоизоляции. Вопросы звукоизоляции ограждений подробно изложены втлаве X.
Во многих помещениях общественных зданий целесообразно устройство звукопоглощающих облицовок, например в протяженных помещениях типа коридоров, в школах, больницах, гостиницах, что предотвращает распространение шума вдоль них. Для снижения шума в машинописных бюро, счетных станциях, вычислительных центрах, административных помещениях, ресторанах, залах ожидания железнодорожных вокзалов и аэровокзалов, магазинах, столовых и т. д. необходимо предусматривать звукопоглощающие покрытия стен и потолков.

 

Шумы, возникающие в жилых и общественных зданиях, могут быть подразделены на бытовые, связанные с жизнедеятельностью людей, и механические, связанные с работой инженерного и сани-тарно-техничеокого оборудования (лифты, вентиляторы, насосы и т. д.).
Бытовые шумы создаются проживающими или находящимися в доме людьми. Громкий разговор, мение, играна музыкальных инструментах, крики и плач детей и особенно работа телевизоров, радиоприемников, проигрывателей и магнитофонов вызывают возникновение в воздухе и распространение в нем так называемого воздушного шума. При ходьбе, танцах и передвижении мебели в ограждениях дома создаются звуковые колебания, которые передаются на конструкции перекрытий, стены и перегородки и распространяются по зданию на большое расстояние в виде структурного шума. Это происходит из-за очень малого затухания звуковой энергии в тех материалах, из которых обычно возводятся 'конструкции зданий.
Вентиляторы, насосы, лебедки лифтов и другое механическое оборудование зданий являются источниками как воздушного, так и структурного шума, возникающего в зданиях. Так, вентиляционные установки создают сильный воздушный шум, который, если не приняты соответствующие меры, распространяется вместе с потоком воздуха то вентиляционным каналам и через вентиляционные решетки проникает в комнаты. Помимо этого, вентиляторы, как и другое механическое оборудование, вследствие вибрации вызывают весьма интенсивные звуковые колебания в перекрытиях и стенах зданий. Эти колебания в виде структурного шума легко распространяются по конструкциям здания и излучаются в помещения, даже далеко расположенные от источников шума.
Особенно сильный шум может возникнуть в помещении, над которым установлены вентиляционные установки. Часто вентиляционные установки и насосы располагаются в подвальных помещениях. Это оборудование, если оно установлено без соответствующих звукоизоляционных мероприятий, вызывает в фундаментах колебания звуковой частоты, которые передаются стенам здания и распространяются по.ним, создавая шум в квартирах.
Лифты, которые всегда устанавливаются в 'многоэтажных зданиях, являются источниками значительного шума, который возникает при работе лебедки лифта, движения кабины от ударов и толчков башмаков по направляющим, щелканья этажных выключателей и особенно от ударов дверей шахты и кабины при их закрывании. Этот шум распространяется не только по воздуху в шахте и на лесничной клетке, но главным образом по конструкциям здания вследствие жесткого крепления шахты лифта к стенам и перекрытиям.

 

В цехах с разнотипным шумным оборудованием особое внимание следует уделять правильной планировке с точки зрения распределения шума. Проектировщики и технологи должны заранее знать шумовые характеристики станков и располагать их таким образом, чтобы повышенные уровни шума наблюдались на минимально возможной площади помещения. Между участками разной шумности следует устраивать перегородки или размещать подсобные помещения, склады сырья, инструментов, готовых изделий и т. п.
Так же, как в цехах второй группы, здесь возможно широкое использование звукопоглощающих облицовок и штучных звукопоглотителей. Сочетание облицовок с рациональной планировкой дает положительные результаты. В качестве примера можно привести результаты мероприятий по снижению шума, проведенных в инструментальном цехе одного из заводов западной электрокомпании (США) [38].
На рис. 26, а представлена схема размещения оборудования в старом помещении цеха- Наибольший шум производили высадочные машины. Малошумные станки и станки средней шумности находились в непосредственной близости к этим машинам. В новом помещении (рис. 26, б) участок высадочных машин отделен легкими перегородками от остальной части цеха, между отдельными группами станков размещены склады сырья и готовых изделий. Потолок, стены и перегородки облицованы звукопоглощающими материалами. Для оценки проведенной работы сделано сравнение общих уровней шума в отдельных группах станков в старом и новом помещениях. В группе больших высадочных машин уровень снизился со 102 до 92 дб, в группе средних —со 104 до 94 дб, в группе малых— со 102 до 95 дб, в группе долбежных станков —с 99 до 86 дб, в группе резьбонарезных станков—с 98 до 90 дб и т. а.
В ряде цехов третьей группы один или несколько интенсивных высокочастотных источников шума, занимающих небольшую часть , создают неблагоприятные условия труда на соседних малошумных участках (например, дисковые пилы для резки горячего металла в прокатных цехах, выбивные решетки в литейных цехах и т. д.). Разместить такое оборудование в отдельном звукоизолированном помещении или отделить его перегородками от остальной части цеха часто не представляется возможным. В подобных случаях можно устраивать выгородки, представляющие собой ограждения высотой 3—4 м с проемами для возможности транспортировки сырья и готовых изделий.

 

Из строительно-акустических средств снижения шума целесообразно использовать звукопоглощающие облицовки и штучные зву-копоглотители. Применение звукопоглощающих облицовок в производственных помещениях позволяет снизить уровень отраженного от стен и потолка звука и тем самым уменьшить общий шум в помещении, а акустические условия в цехе приблизить к условиям открытого пространства.
В зарубежной практике часто вместо звукопоглощающих облицовок применяют штучные звукопоглотители, представляющие собой объемные конструкции в виде призм, пирамид и конусов, сделанных из перфорированного металла, фанеры или пластмассы и* заполненных минеральной ватой или стекловолокном.
Как известно, вредное воздействие шума определяется не только его интенсивностью и частотным составом, но и продолжительностью воздействия. В свете сказанного, в цехах третьей группы, где рабочий находится у определенного станка в течение всей рабочей смены, особенно важно обеспечить требуемое снижение уровней шума. Однако здесь эта задача наиболее трудноразрешима. Необходимость свободного доступа к различным рабочим узлам и органам станка ограничивает возможность звукоизоляции в источнике. В этих цехах следует в первую очередь обращать внимание на возможнорть комплексной механизации (допускающей дистанционное управление) и (автоматизации ряда шумных производственных процессов (например, операций формовки и выбивки в литейных цехах, резки горячего металла в прокатных цехах, испытания моторов в цехах серийного выпуска моторов и т. д.).
В цехах с равномерно рсположенным однотипном оборудованием разница в уровнях шума на рабочих местах, в проходах и других более удаленных от станков точках невелика и составляет 2—3 дб. Здесь наиболее целесообразно применять звукопоглощающие облицовки. Особенно эффективно они применяются в цехах текстильной промышленности, что объясняется высокочастотным шумом ткацких и прядильных станков, небольшой высотой потолков (4—4,5 м), отсутствием каких-либо конструкций, трубопроводов и т. п., проходящих под перекрытием, и рядом других факторов.

 

Особую группу составляют боксы испытания моторов, коробок передач, турбокомпрессоров и т. п.
В первой группе цехов и в боксах испытания основная задача заключается в защите от шума 1—4 операторов, находящихся у пультов управления и наблюдения. Для этого достаточно установить звукоизолированные кабины наблюдения.
Необходимая звукоизоляция кабин определяется уровнями и спектральным составом шума в цехе или боксе испытания. На особенно шумных участках с уровнями шума свыше 120—130 дб (например, на мотороиспытательных станциях) кабины должны осуществляться из железобетонных или кирпичных конструкций с |^вух- или трехслойными смотровыми окнами из утолщенного стекла, массивными дверями и тамбурами. Однако в большинстве случаев (например, в машинных залах, доменных цехах и т. п.) достаточны легкие конструкции (из листового металла, гипсобетонных шит и т. п.).
Большое внимание при проектировании и производстве работ необходимо обращать на тщательную герметизацию окон, дверей и различных вводов в кабину. Внутренние поверхности потолка и стен кабин следует облицовывать звукопоглощающими материалами.
Примером удачно спроектированных и построенных кабин наблюдения могут служить кабины в новых боксах Ярославского моторного завода: стены кабин—кирпичные толщиной в один кирпич; входные двери в кабины и из них в боксы испытаний — массивные с клиновыми затворами; смотровые окна — двойные из толстого стекла и с резиновыми прокладками по периметру. В боксах и кабинах предусмотрены звукопоглощающие облицовки стен и потолка. Для оценки эффективности осуществленных конструкций кабины были произведены измерения общих уровней и спектров шума в боксах и кабинах наблюдения. Уровни звукового давления в кабине, даже при максимальном числе оборотов двигателя, во всех октавных полосах находятся в пределах нормативной кривой (для кабин наблюдения). Эффективность конструкций составила 14—
21 дб на низких частотах и 22—35 дб на высоких.
Наиболее радикальный путь снижения шума во второй группе цехов — звукоизоляция наиболее шумных станков и агрегатов или их узлов, установка глушителей шума, нанесение вибропоглоща-ющих покрытий на вибрирующие поверхности оборудования и т. д. Автоматическое оборудование допускает возможность широкого применения звукоизолирующих кожухов. Комплекс перечисленных мероприятий позволит значительно снизить уровни шума в цехе. Так, например, эффективность кожуха составляет на низких частотах 5—15 дб, а на высоких 20—40 дб\ вибропоглощающие покрытия снижают уровни шума на низких частотах на 4—6 дб, а на высоких — на 10—20 дб.

 

Снижение шума оборудования, возникшего в результате аэродинамических процессов, достигается путем ограничения скорости обтекания деталей агрегата воздушными и газовыми струями и уменьшения вихреобразования в струях.
В тех случаях, когда все возможные меры по уменьшению шумов в источнике их образования приняты, следует использовать способы снижения шума по пути его распространения, предусмотрев необходимые строительно-акустические и архитектурно-планировочные мероприятия, что позволяет добиться дополнительного снижения уровней шума, а иногда является наиболее целесообразной и единственно возможной мерой снижения шума. К этим мероприятиям относятся: рациональное взаимное расположение шумных и тихих цехов; надлежащее размещение оборудования внутри цехов, учитывающее не только технологические требования, но и шумовые характеристики оборудования; обеспечение надлежащей звукоизоляции ограждающих конструкций; установка звукоизолированных кабин наблюдения, звукоизолирующих перегородок и экранирующих конструкций; использование звукопоглощающих облицовок стен и потолков, а также штучных звукопоглотителей.
Возможность, целесообразность и эффективность проведения тех или иных строительно-акустических и архитектурно-планировочных мероприятий зависит от многих факторов: частотного состава шума, уровней шума и их распределения по цеху, акустических характеристик помещения, конфигурации и высоты цеха, типа его освещения, наличия <и расположения различного подъемно-транспортного оборудования, характера и последовательности технологического процесса, количества рабочих, обслуживающих участок, расположения рабочих мест и т. д. /
Необходимость и возможность тех или иных строительно-акустических мероприятий по снижению производственного шума определяются степенью механизации и .автоматизации производственных процессов; количеством и расположением наиболее шум/ного оборудования; числом людей, подвергающихся воздействию чрезмерного шума.
С этой точки зрения все основные цехи промышленных предприятий можно подразделить на три основные группы:
1) полностью автоматизированные цехи, в которых наблюдение за работой оборудования осуществляют 1—4 дежурных оператора, находящихся у пульта управления. К таким цехам можно отнести некоторые цехи-автоматы, машинные залы прокатных цехов, компрессорные и насосные станции и т. д.;
2) автоматизированные цехи, оборудование которых требует частого налаживания и регулирования. В этих цехах нет фиксированных рабочих мест, но рабочие-наладчики и контролеры могут находиться у любого станка;
3) наиболее многочисленная группа, в которую входят все неавтоматизированные цехи, характерные большим количеством фиксированных рабочих мест и почти постоянным присутствием рабочего у определенного станка или группы станков.
В этой группе следует различать цехи, в которых интенсивные источники шума расположены относительно равномерно по рабочей площади, и цехи, где имеется один или несколько шумных станков, расположенных рядом с малошумными участками.

 

Снижение шума, излучаемого вибрирующими наружными поверхностями агрегатов, может быть достигнуто ослаблением вибраций этих поверхностей и уменьшением сопротивления. Для этой цели применяются покрытия больших поверхностей корпуса агрегата вибропоглощающими материалами или изготовление их из материалов с большим внутренним трением. Устройство упругих прокладок (например, из резины) в местах прилегания крышек и щитов к агрегату для устранения их дребезжания также снижает производственный шум. Большую роль в снижении шума может сыграть виброизоляция ограждающих конструкций от соприкасающихся с ними или проходящих сквозь них вибрирующих деталей с небольшой поверхностью. Обеспечение несовпадения частот собственных колебаний элементов оборудования с основной частотой возникающей силы и ее гармоник может быть достигнуто путем изменения веса или жесткости отдельных элементов и уменьшения сопротивления излучения поверхности (например, перефорацией поверхности или замены сплошного ограждения решетчатым).
Значительное место в борьбе с шумом занимают правильный режим эксплуатации оборудования, хороший уход за ним и своевременный текущий ремонт. Чем ближе эксплуатационный режим оборудования к режиму максимального коэффициента полезного действия для данного оборудования, тем обычно меньше создаваемые им вибрации и шумы, а чем выше качество ремонта оборудования, тем меньше отличаются акустические характеристики оборудования от паспортных.
Примерное снижение шума'при некоторых конструктивных и технологических операциях может составить [27]: при ликвидации погрешностей в зацеплении шестерен 10 дб, при изменении формы зубьев шестерен 5 дб, при замене одной из стальных шестерен (в паре) на капроновую 12 дб, при замене зубчатой передачи на кли-ноременную 15 дб, при ликвидации перекоса внутреннего кольца шарикоподшипников 10 дб, при замене подшипников качения на подшипники скольжения 15 дб, при замене электродвигателя менее шумным 15 дб, при замене жестких абразивных кругов на гибкие 15 дб, при повышении точности изготовления и сборки бабки токарного станка 12 дб.

 

Аэродинамические шумы в оборудовании возникают при истечении сжатого воздуха или газа из отверстий (например, выпуск отработанного воздуха в пневматических машинах) в . результате взрывных процессов в цилиндрах (двигатели внутреннего сгорания), горения жидкого или распыленного топлива в форсунках (газовые турбины), пульсаций давления при движении потоков воздуха и газа в трубах или каналах (компрессоры, вентиляторы) или при движении в воздухе тел с большими скоростями.
В соответствии с особенностями шумообразования в машинах применяются определенные методы борьбы с ним./Так, чтобы избежать возникновения интенсивных вибраций в зоне действия динамических сил, необходимо всемерно уменьшать колебательное ускорение движущихся деталей и рабочих органов оборудования, увеличивая, по возможности, равномерность их движения.
Для этого можно рекомендовать заменять ударные процессы безударными, возвратно-поступательное движение равномерным вращением, применять вместо прямозубных косозубные или шевронные шестерни и червячные передачи, а также заменять зубчатые передачи другими, осуществлять тщательную статическую и динамическую балансировку движущихся деталей, максимальна сокращать допуски при проектировании, изготовлении и монтаже агрегатов с целью уменьшения люфтов, широко применять принудительную смазку трущихся поверхностей в сочленениях для предотвращения их износа и возникновения шума от трения, используя вместо подшипников качения подшипники скольжения.
Шум оборудования может быть снижен также, если удастся предотвратить и затруднить распространение вибраций от их источника к наружным поверхностям оборудования. Распространение вибраций происходит в результате изгибных или продольных колебаний. Для их снижения следует применять различные способы вибропоглощения и виброизоляции: использовать материалы с большим внутренним трением (пластмассы, стеклопластики и т. п.), облицовывать вибрирующие детали специальными вибропоглоща-ющими материалами, вводить в кинематические схемы промежуточные звенья, вносящие большое затухание при передаче вибрации (например, шестерни из капрона, текстолита или резины), применять виброзвукоизолирующие прокладки (например, в виде резиновых манжет на обоймах подшипников), пользоваться для передачи усилий эластичными муфтами, пружинами, упругими прокладками и другими устройствами, выполняющими роль механических фильтров, через которые не могут проникать колебания звуковой частоты.

 

Почти все цехи деревообрабатывающих комбинатов (начиная с пилорам и кончая обработкой готовых изделий) являются очень шумными. Шум на рабочих местах у пилорам различных марок превышает норму на .5—12 дб, начиная с 300 гц и выше. Шум строгальных, рейсмусовых л других станков высокочастотный, зависит от жесткости обрабатываемой древесины и размеров обрабатываемых деталей и превышает норму на 15—20 дб в широком диапазоне частот, начиная со 125 гц. Мероприятия по шумоглушению не предусмотрены.
Борьба с производственным шумом может осуществляться по трем основным путям.
Во-первых, снижением шума непосредственно в источнике его возникновения путем применения малошумного оборудования, нанесением вибропоглощающих покрытий на детали агрегатов и др., лозволяющими либо ослабить шум в источнике его образования, либо локализовать его внутри агрегата.
Во-вторых, снижением шума на пути его распространения от источника до данного изолируемого помещения или пространства выбором рациональной планировки участка, здания или помещения, применением специальных звукоизолирующих и звукопоглощающих конструкций, звукоизолирующих конструкций стен и перекрытий, звукопоглощающих облицовок помещений и каналов, рациональной установкой оборудования, в том числе на виброзвуко-;изолирующих основаниях, устройством глушителей шума и звукоизолирующих кожухов, акустических экранов и т. п.
В-третьих, снижением вредного действия шума путем применения индивидуальных средств защиты от шума рабочих или изменением режима их труда.
Для выбора метода снижения шума в источнике в первую очередь необходимо знать причину шумообразования в агрегате.
Шумы, возникающие в различном оборудовании, можно условно разделить на шумы механического или вибрационного проис-.хождения и шумы аэродинамического происхождения.
Шум механического происхождения возникает в результате одиночных или периодических ударов в сочленениях и рабочей зоне оборудования. Под ударами здесь следует подразумевать любые динамические усилия, вызывающие упругие деформации деталей оборудования. Такие деформации проявляются в виде вибраций, распространяющихся от их источника к наружным поверхностям ?оборудования, которые излучают шум в воздух (воздушный звук) или передаю* вибрации фундаментам или другим поддерживающим конструкциям (структурный звук).
Уровень акустической мощности шума, излучаемого оборудованием в воздух, зависит как от интенсивности колебаний вибрирующих поверхностей, так и от размеров, формы, способа закрепления и других особенностей этой поверхности, влияющих на ее сопротивление излучению.

 

Металлургическая промышленность. В мартеновских цехах заво дов «Азовсталь» и «Серп и молот» шум в основном создается работой душирующих вентиляторов и воздуходувок, а также при работе завалочной машины и превышает норму. Мероприятий по снижению шума не предусмотрено.
В прокатных цехах заводов «Азовсталь», «Серп и молот» и им. Ильича (г. Жданов) шум на расстоянии 10 м от блюминга превышает норму на 3—11 дб, начиная со 125 гц. Шум превышает норму: при работе дисковых пил (в пульте управления) — на 7—16 дбу начиная с 250 гц; в рельсо-балочном цехе (пульт управления) при 'передвижении балок по шлямерам —на 11—38 дб, начиная с 250 гц; у травильного агрегата стана холодного проката — на 2— 6 дб в диапазоне от 250—4000 гц. Мероприятия по снижению шума не осуществляются.
Заводы железобетонных изделий. Шум при виброуплотненип превышает норму на 20—25 дб во всем диапазоне частот. При этом шум от работы вибростендов распространяется вдоль всего цеха с очень небольшим затуханием. Очень шумными являются почти все виброплощадки и стенды, несмотря на большое разнообразие их

конструкций и размеров. Мероприятия по снижению шума, как правило, не предусмотрены.

 

В новых автоматических цехах завода превышение норм составляет 4—5 дб в диапазоне 800—2500 гц. Мероприятия по снижению шума отсутствуют. Недостаточна звукоизоляция наиболее шумных цехов и участков от остальных, более тихих помещений. Не предусмотрены также специальные кабины и звукоизолированные помещения для мастеров и начальников участков и для отдыха рабочих. Не продумана планировка (с точки зрения шумности) внутри зданий цехов. Виброизоляция тяжелых прессов и других станков, создающих динамические нагрузки, отсутствует так же, как и глушители мощных вентиляционных и вытяжных установок. Акустического благоустройства конторских помещений и помещений административно-хозяйственного назначения проектом не предусмотрено.
На участках испытаний в цехах сборки и испытания моторов Ярославского моторного завода шум превышает норму на 10— 25 дб во всем диапазоне частот, начиная с 125 гц. В цехе СИМ-1 мероприятия по снижению шумя совсем не предусмотрены; в цехе СИМ-2 предполагается в дальнейшем устройство звукоизоляционных кабин наблюдений и кабин отдыха рабочих, а также дистанционное управление стендами.
В экспериментальных цехах (исследование и испытание новых моделей моторов) шум в некоторых стендах и кабинах наблюдения значительно превышает норму (на 7—18 дб). Лишь часть стендов, построенная в последние годы, отвечает необходимым требованиям; звукоизолированные кабины, герметичные двери и звукопоглощающие облицовки обеспечивают снижение шума до нормы.
В обрубочном цехе Электростальского завода тяжелого машиностроения шум на участке обрубки литья превышает норму на 3—10 дб; в цехе металлоконструкций шум при шлифовке деталей выше нормы на 5—10 дб в диапазоне 500г-Ю00 гц. Мероприятия по снижению шума нигде не осуществлены.
На участке выбивки форм, обрубки, галтовки и зачистки литья завода «Станколит» (Москва) превышение шума над нормой составляет 13—35 дб в диапазоне 500—8000 гц.

 

Для правильной организации борьбы с шумами на производстве необходимы сведения о характеристиках основных источников шума и шумовых режимах, наблюдающихся на рабочих местах.
Сопоставляя фактические параметры шума с нормативными, можно выявить необходимость снижения параметров производственного шума. Основными источниками шума в промышленных предприятиях являются технологическое оборудование и системы вентиляции.
Проведенные НИИ стройфизики Госстроя СССР натурные исследования показали, что во многих производственных предприятиях на рабочих местах шум значительно превышает нормативные требования.
Текстильная промышленность. На рабочих местах ткацких цс хов комбината им. Свердлова (Москва), фабрики «Красные тек-' стильщики» (Москва), хлопчатобумажном комбинате (Краснодар) шум превышает предельно допустимый спектр1 в широком диапазоне частот (200—8000 гц) на 8—12 дб. В прядильных цехах хлопчатобумажного комбината в Краснодаре шум на рабочих местах превышает норму на 3—5 дб в диапазоне от 800 до 6500 гц. Во всех обследованных цехах (кроме комбината им. Свердлова) мероприятия по снижению шума не проводятся.
В крутильных цехах комбинатов искусственного волокна (Клин, Чернигов и др.) шум превышает норму на 10—20 дб, начиная с частоты 600 гц и выше. В некоторых цехах выполнены звукопоглощающие облицовки потолков. Это мероприятие значительно снижает шум (на 8—10 дб) и улучшает условия работы, но шум на рабочих местах в некоторых случаях все же остается несколько выше нормы.
В шлифовальном цехе шпульно-катушечной фабрики (Москва) шум превышает норму на 4—10 дб в диапазоне 500—8000 гц. При реконструкции цеха предположено устройство звукопоглощающих облицовок потолка.
Машиностроительная промышленность. В шариковых цехах Государственного подшипникового завода (Москва) шум на рабочих местах превышает норму на 7—25 дб в диапазоне 250—8000 гц.

 

По этому методу точки измерения располагают на измерительной поверхности вдоль двух линий измерений в вертикальной и горизонтальной плоскостях (рис. 25). Расстояние d от измерительной поверхности до наружного контура машины должны равняться 1 м. Точки измерений не должны располагаться ближе 1 м от ограждений и поверхностей соседних машин и 2 ж от углов помещения.
Высота расположения линии измерений над полом h равна половине высоты машины Я. Минимальное число точек, в которых необходимо проводить измерения, — пять (основные точки приведены на рис. 25). Остальные точки располагаются равномерно между основными на расстоянии не менее 1 м друг от друга. Если измеренные уровни в этих точках отличаются от среднего уровня или от соседних точек более чем на 5 дб, то устанавливают дополнительные точки в середине между принятыми измерительными точками. Средние уровни звукового давления или средний уровень звука на опорном радиусе Lr в децибелах вычисляют по формуле

Lr = L + 20 \g~
on

где L — средний октавный уровень звукового давления на измерительной поверхности, в дб; Гоп — принятый опорный радиус, измеряемый от центра измерительной поверхности, к которому приводятся в случае необходимости результаты измерений; опорный радиус должен быть равен 1, 3 или 10 м; rs — радиус эквивалентной полусферы, в м.

 

Определение уровней звуковой мощности производят путем сравнения шума машины с шумом образцового источника с известными октавными и корректированными уровнями звуковой мощности. Измерения проводят в такой последовательности. В помещении, где установлена машина, измеряют октавные уровни звукового давления L в диапазоне частот измерений или уровней звука LA на измерительной поверхности (сфера или полусфера). Расстояние от поверхности машины до измерительной сферы или полусферы должно быть не менее двух максимальных размеров машины (или образцового источника) и не менее 0,5 м. Точки измерения должны находиться не ближе чем 1 м от ограждающих поверхностей помещения. По измеренным уровням находят средний ок-тавный уровень звукового давления L или средний уровень звука Тл. Образцовый источник устанавливают в том же месте, что и испытуемую машину. Если не представляется возможным удалять испытуемую машину, то образцовый источник устанавливают на ее или в непосредственной близости от нее. Измерения уровней звукового давления образцового источника L0 или уровней звука LA, производят в тех же точках измерительной поверхности, что и при измерениях с испытываемой машиной, после чего определяют LQ и La,
Вычисление октавного уровня звуковой мощности в децибелах производят по формуле
Гр = ?Ро + (Е —1о),
где
LPo — известный уровень звуковой мощности образцового источни-_ ка в дб;
L — средний октавный уровень звукового давления по измери-
тельной пове?хности, в дб; L0 — то же, что и L, но при работе образцового источника, в дб Образцовый источник шума должен иметь не зависящее от окружающих условии постоянное по времени излучение с широкополосным спектром в диапазоне 63—8000 гц и неравномерность характеристики направленности излучения не более ±6 дб.

 

Пригодность помещений дли
проведения измерений по этому методу определяется условием, со-
гласно которому разность средних уровней звукового давления в ди-
апазоне частот измерений в точках на расстояниях от машины, рав-
1 з 2 з
ных —у V и уу К (где V—объем помещения), не превышает 2дб.
Машину устанавливают на пол помещения так, чтобы все ее части находились не ближе 1 м от ограждающих поверхностей помещения. Измерения уровней звукового давления в октавных полосах проводят не менее чем в пяти точках звукового поля. Точки
должны быть расположены не ближе чем на расстоянии г=|/
или не ближе максимального размера машины /макс от внешнего контура машины. Точки измерения должны отстоять не менее чем на 1 ж от ограждающих поверхностей помещения и одна от другой и на 2 м от углов помещений (рис. 24).

Вычисление уровня звуковой мощности в децибелах в октавных полосах производят по формуле
LP = L + (10 lg4/4>)-6,
где L — средний измеренный уровень звукового давления в дб; А — эквивалентная площадь звукопоглощения измерительного помещения; рассчитывается по формуле
А = 0,164 — Т
где V — объем помещения в м3;
Т — измеренное время реверберации измерительного помещения в сек; Л0= 1 ж2.

 

Основное условие проведения измерений по этому методу — наличие свободного звукового поля. Это поле может считаться удовлетворительным, если 'при уменьшении расе го-яния от всех точек измерений до источника шума в два раза уровень звукового давления в диапазоне частот измерений увеличивается не менее чем на 5 дб, а при увеличении этого расстояния в два раза уменьшается не менее чем на 4 дб.
Машину, шумовые характеристики которой определяют, устанавливают в середине помещения (при измерениях на сфере) или в центре площадки для измерений (при измерениях на открытом воздухе или на полусфере).
Точки измерений располагаются на измерительной поверхности (сфере или полусфере) в соответствии с рис. 23. Расстояние от поверхности машины до измерительной сферы или полусферы должно быть не менее двух максимальных размеров машины /макс и не менее 0,25 м. При проведении измерений на полусфере рекомендуется 8 точек измерений, а при измерениях на сфере— 16 точек. Измерения проводят: уровней звукового давления в октавных полосах в диапазоне частот 63—8000 гц и уровней звука в дб А. Если разница между наибольшим и средним значениями составляет более 5 дб, то число точек измерений удваивают.
Вычисление уровня звуковой мощности Lv в децибелах для каждой октавной полосы проводится по формуле
Lp=L+10 lg-f,
где L — средний уровень звукового давления на измерительной поверхности в дб; S — площадь измерительной поверхности в м2\ S0— 1 м2.
Выбор точек на измерительной поверхности для определения характеристик направленности излучения зависит в основном от характера излучения шума машины. Характеристики направленности излучения определяют как угловое распределение относительных уровней звукового давления в октавных полосах частот, угловое распределение относительных уровней звука в дб А или показатель направленности излучения.

 

Устанавливаются четыре возможных метода определения основных шумовых характеристик машин:
а) в свободном звуковом поле, заглушённых камерах, помещениях с большим звукопоглощением или открытом пространстве;
б) в отраженном звуковом поле, реверберациончых камерах
или гулких помещениях;
в) в обычных помещениях с помощью образцового источника
шума;
г) на растоянии 1 м от наружного контура машины.
Необходимо отметить, что первый метод является основным
для всех видов машин и обязателен для машин, имеющих резко выраженную направленность излучения.
Метод определения в отраженном звуковом поле применяется для машин, когда не требуется определения направленности излучения. Кроме того, он не обеспечивает достаточной точности определения уровней звуковой мощности в октавной полосе со среднегеометрической частотой 63 гц. Это необходимо учесть для машин,
излучающих низкочастотный шум.
Метод определения с помощью образцового источника шума должен применяться при невозможности использования методов свободного и отраженного полей.
Метод определения на расстоянии 1 м от источника шума применяется только для ориентировочной оценки в случаях, когда для машин большого размера (более 2 м) невозможно провести измерения в помещениях с помощью первых трех методов.

 

Решение задачи нормирования и контроля шума машин и оборудования возможно только на основе единой методики: результаты акустических измерений шумовых характеристик машин зависят от условия испытаний, способа установки изделий, режима их работы и т. д. Действовавшие у нас до недавнего времени ведомственные методики и нормали, касающиеся определения шумовых характеристик машин, имели существенные различия; они не позволяли получать единообразные результаты, не зависящие от условий измерений.
НИИ строительной физики Госстроя СССР совместно с Всесоюзным научно-исследовательским институтом физико-технических и радиотехнических измерений, Институтом гигиены труда и профессиональных заболеваний и Ленинградским институтом охраны труда разработали ГОСТ 11870—66 «Машины. Шумовые характеристики и методы их определения», утвержденный в начале 1966 г. Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов.
При разработке стандарта были учтены рекомендации Международной организации по стандартизации и Постоянной комиссии по стандартизации СЭВ.
Стандарт распространяется на определение шумовых характеристик всех видов машин, механизмов, средств транспорта, технологического оборудования, механизированного инструмента, а также отдельно проверяемых узлов машин (подшипники, редукторы и т. п.), создающих стабильные шумы при неизменном режиме работы1. Основными шумовыми характеристиками машин являются уровни звуковой мощности шума, создаваемого машиной в воздушной среде, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 гц и характеристики направленности излучения. Дополнительными шумовыми характеристиками являются уровень звука или уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в диапазоне 63—8000 гц. Дополнительные шумовые характеристики служат для проведения контрольных испытаний машин по сокращенной программе и сопоставления их результатов с характеристиками машин, определяемыми при типовых испытаниях.

 

Для оценки шума по санитарным нормам следует проводить измерения уровней звукового давления в октавных полосах в диапазоне средних частот 63—8000 гц, а при необходимости лишь ориентировочной оценки шума — только уровни звука в дб А.
При проведении измерений микрофон шумомера должен быть направлен в сторону источника шума и удален не менее 0,5 м от человека. При ветре со скоростью более 1 м/сек следует производить измерения с противоветровым приспособлением.
При измерениях шумомер включают на положение «быстро». При стабильных шумах и шумах, имеющих флуктуацию уровней до 5 дб, берут отсчет по среднему положению стрелки при ее качании, а для импульсных шумов — по максимальному отклонению. В каждой точке измерения повторяются не менее трех раз и результаты усредняются. Для шумов, имеющих флуктуацию уровней более 5 дб, следует снимать показания шумомера через короткие промежутки времени (порядка 1 сек) для последующего расчета эквивалентного уровня. „
Измерения шума от внутренних источников в помещениях жилых и общественных зданий проводят при закрытых окнах по крайней мере в трех точках на высоте 1,2 м, удаленных не менее чем на 1,2 ж от ограждающих конструкций. При измерении шума от внешних источников открывают форточки или (приоткрывают окна.
Измерения шума на территориях, прилегающих к зданиям с нормируемыми в них уровнями шумов, на площадках отдыха микрорайонов и кварталов, на территориях больниц и санаториев, проводятся на высоте 1,2 м от поверхности земли в точках, расположенных на расстоянии 2 м от стен здания и зеленых насаждений.
Измерения шума для выявления шумового режима на территориях проводятся в течение суток с интервалами не более 2 ч в точках, определяемых координатной сеткой. Размеры ячеек координатной сетки и график часов замеров устанавливаются специальной программой.
Измерения шума на рабочих местах промышленных предприятий производятся на уровне уха работающего при включении не мене 2/3 установленного оборудования в характерном режиме его работы. Количество и расположение точек замеров в цехах следует принимать:
а) для цехов с однотипным оборудованием — не менее чем на трех рабочих местах в средней части цеха;
б) для цехов с групповым размещением разнотипного оборудования — не менее чем на трех рабочих местах для каждого типа оборудования.
Измерения шума в производственных помещениях, не имеющих шумного оборудования, например в кабинах наблюдения и дистанционного управления, проводятся при закрытых окнах и включенной механической вентиляции в трех точках, удаленных не менее чем на 2 м от ограждающих конструкций, а для кабин и помещений малого размера — в середине кабины или помещения.

 

Шумомер типа PSI-201 фирмы RFT предназначен для точных измерений уровней звукового давления в диапазоне 40—135 дб (на линейной характеристике) и уровней звука в диапазоне 30—135 дб при использовании октавных фильтров в диапазоне 27—135 дб и третьоктавных фильтров 23—135 дб. Шумомер снабжен октавными фильтрами типа OF-101 со средними частотами от 31,5 до 16 000 гц.
Для измерений уровней звукового давления в октавных или третьоктавных полосах может применяться отечественный спектрометр СЗЧ или спектрометр типа 2112 или 2113 фирмы «Брюль и Къер».
Фирма «Doy» выпустила снабженный микрофоном спектрометр типа 1419 на транзисторах с октавными фильтрами.
Для регистрации уровней звукового давления на ленте или записи времени реверберации могут применяться самописцы — регистраторы уровней: отечественный типа Н-110 или самописец типа 2305 с квадратичным детектором фирмы «Брюль и Къер», наиболее правильно измеряющий напряжение шума.